Причины развития водной эрозии почв. Эрозия почв

Эрозия почв - это процесс их разрушения . Различают водную и ветровую эрозию.

Водная эрозия происходит под воздействием временных потоков атмосферных вод (ливневые дожди, талые воды и т. д.). Различают плоскостную, или поверхностную, и линейную, или глубинную, водную эрозию.

Плоскостная эрозия проявляется в сносе поверхностными во­дами верхних, наиболее богатых гумусом и элементами питания горизонтов почвы. В результате этого процесса почва лишается самого плодородного слоя, а на поверхность выходит материнская порода.

Линейная эрозия - это размыв почвы с образованием вначале небольших промоин, развивающихся впоследствии в громадные овраги. Некогда ценные сельскохозяйственные угодья расчленя­ются многочисленными рытвинами и оврагами и переходят в раз­ряд бросовых земель. Линейная эрозия развивается вслед за плоскостной и охватывает незначительную площадь, но более за­метна, чем эрозия плоскостная.

Разрушение почвы текущими водами наблюдается и в услови­ях орошаемого земледелия. Здесь оно проявляется в системати­ческом выносе почвенных частиц оросительными водами, за что этот вид эрозии и получил название ирригационный.

Водная эрозия распространена в районах с сильнорасчлененным рельефом. У нас она наиболее выражена в лесо­степной и степной зонах и в горных областях страны.

Ветровая эрозия , или дефляция , сопровождается выдуванием мелких почвенных частиц ветром и переносом их на значительные расстояния. В местах выдувания посевы гибнут из-за обнажения корневой системы растений, и засекания их дви­жущимися с большой скоростью частицами, тогда как в зоне отложения мелкозема посевы оказываются погребенными под толстым слоем пылевидных наносов. В период сильных ветров в воздух на большую высоту поднимается такое громадное количе­ство пыли, что становится темно, как в сумерки. Такие бури на­зывают пыльными (или черными) они могут возникать в любое время года.

Пыльные бури не только губят посевы, но и сильно снижают плодородие почвы. Нередко на ветробойных участках, где сила ветра бывает максимальной, почвы в течение нескольких дней полностью теряют перегнойный горизонт. В то же время, по подсчетам X. Беннета, на восстановление гумусового слоя толщи­ной 2,5 см естественной растительностью требуется от 300 до 1000 лет.

Ветровая эрозия наиболее распространена в слабооблесненных и открытых для ветров степных районах .

Причин возникновения эрозии много . Основная из них - не­рациональное использование сельскохозяйственной территории, выражающееся прежде всего в уничтожении естественной расти­тельности.

Растительный покров предохраняет почву от чрезмерного ис­сушения, резко снижает скорость ветра у поверхности почвы, за­щищает почвенные агрегаты от механического разрушения капля­ми дождя. Корневая система растений не только скрепляет почвенные частицы, препятствуя их выдуванию и смыву, но и спо­собствует образованию водопрочной структуры. Накапливающийся на поверхности почвы слой влагоемких органических остатков в виде лесной подстилки или дернины препятствует возникновению потоков текущих вод даже в период обильного увлажнения. Это­му благоприятствует также хорошая водопроницаемость почв, которые под покровом растений меньше промерзают зимой и быстрее оттаивают весной.

Существенное влияние на интенсивность проявления эрозии почв оказывают также рельеф территории, климат, состав и свой­ства почв . Пересеченность местности, обилие ливневых осадков, высокая скорость ветра, сильное иссушение почвы и незначитель­ное содержание гумуса в ней, содержание в почве большого коли­чества пылеватых и песчанистых частиц, карбонатность материн­ских пород усиливают процессы разрушения почв.

Подробная классификация и диагностика смытых почв различных типов разработана С. С. Соболевым.

Подверженные разрушению почвы, в зависимости от степени эродированности, можно подразделить на следующие категории: слабоэродированные (потеряно не более половины гумусового го­ризонта, припахивается его нижняя часть или подзолистый гори­зонт), среднеэродированные (потеряно более половины или весь гумусовый горизонт, припахивается верхняя часть переходного или иллювиального горизонта, придающих почве буроватый отте­нок), сильноэродированные (утрачен частично переходный или иллювиальный горизонты, припахивается средняя или нижняя часть этих горизонтов, пахотный слой имеет бурую окраску и глыбистый) и очень сильноэродированные (полностью потерян переходный или иллювиальный горизонты, распахивается бес­плодная материнская порода).

При дальнейшем развитии эрозии почвы , когда бывают полностью смыты все почвенные горизонты и почвы настолько потеряли пло­дородие, что не распахиваются, на почвенных картах показывают выходы почвообразующих пород. Эти породы делятся на две группы: рыхлые, еще пригодные для пахоты, залужения и обле­сения, и каменистые плотные породы (выходы мела, опок, песча­ников, известняков и т. д.), где обычная пахота невозможна.

Почвы, подверженные ветровой эрозии, по степени эродированности разделяют также на четыре категории: слабо-, средне-, сильно- и очень сильноэродированные, пользуясь описанными выше признаками для почв, подверженных водной эрозии.

Намытые почвы разделяют по мощности отложившегося слоя: слабонамытые - до 20 см, средненамытые - 20-50 см и сильнонамытые - более 50 см.

Намытые почвы отличаются повышенным плодородием, когда откладываются мелкоземистые продукты разрушения гумусовых горизонтов. Если на поверхности почвы откладываются значи­тельные толщи продуктов разрушения подпочвы (глина, песок, щебенка) или более глубоких, но менее плодородных горизонтов, то такие намытые почвы отличаются резко сниженным плодоро­дием. При определении намытых почв нужно указывать, на какую почву отложился водный или эоловый нанос. Классификацию на­мытых почв обычно составляют на месте, учитывая состав на­носов.

Возможно, Вас так же заинтересует:

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.

Вследствие нерационального использования земель, а также при интенсивном воздействии ветра, воды происходит полное или частичное разрушение гумусового слоя почвы, что приводит не только к появлению оврагов и глубоких рытвин, но и значительному снижению плодородности. Чтобы избежать серьезных последствий, необходимо своевременно проводить защиту почв от эрозии и устранять возникающие повреждения по мере их появления.

Повреждение грунта происходит при непосредственном воздействии на него ветра или воды, вследствие чего различают 2 типа эрозии.

Водная эрозия

При водной эрозии разрушение почвы осуществляется ливневыми дождями, талыми водами, в процессе оросительной деятельности, под воздействием прочих временных факторов путем полного или частичного смыва плодородного слоя.

Степень наносимого территории ущерба зависит от характера воздействия воды на поверхность земли, поэтому водная эрозия бывает:

• капельная – повреждение почвы происходит капельками воды, удары которых вызывают разрушение структурных элементов грунта, а кинетическая энергия удара способствует разбрасыванию отделенных частиц почвы в стороны. На наклонных участках перемещение частичек гумуса происходит на большие расстояния, по сравнению с равнинной поверхностью, вызывая ускоренное развитие водной эрозии почв. Перемещение отдельных частичек осуществляется не только разбрасыванием их в разные стороны, но и последующим перемещением с каплями воды. Преобладание капельной эрозии над другими типами наблюдается в субтропиках и влажных тропиках;

• плоскостная (поверхностная) – равномерное смывание плодородного слоя почвы дождями либо оросительными средствами, следствием которого является выход на поверхность материнской породы. Под воздействием поверхностной эрозии на отдельных участках поврежденной территории появляются намытые, смытые почвы и значительно реже делювиальные, слабо отсортированные отложения. Нередко поверхностная эрозия приобретает масштабы, свойственные линейной эрозии;

• линейная – размыв грунта, сопровождающийся появлением небольших промоин, которые с течением времени преобразуются в овраги, рытвины и прочие углубления. Линейная эрозия распространяется на территорию меньшего размера, чем плоскостная и капельная, хотя более заметна. На сегодняшний день линейная эрозия подразделяется на боковую гидроэрозию и глубинную, которая проявляется в виде поврежденного дна водоема, начинаясь в устье и продолжаясь по течению до тех пор, пока водный поток обладает энергией. Наглядным примером боковой эрозии являются подмываемые постоянными водными потоками берега рек. В оврагах, озерах, реках и прочих водоемах сначала возникает глубинная эрозия, которая постепенно сменяется либо дополняется боковой. Наряду с плоскостной, линейная эрозия преобладает на склонах, откосах и прочих наклонных участках, поэтому присуща степным, лесостепным, горным зонам и районам с сильно расчлененным рельефом.

Наибольший ущерб грунту наносится при поверхностной и линейной эрозии, которые сопровождаются перемещением с потоком воды больших камней, обломков горных пород, способствуя тем самым ускорению эрозионных процессов почвы.

Ветровая эрозия (дефляция)

Суть процесса дефляции заключается в отрыве мелких частиц плодородного слоя почвы и подъем их в воздух, образуя пыльные бури. Отрыв новых частиц грунта происходит не только посредством воздействия ветровых потоков, но и летящими частицами. В зависимости от скорости и силы ветра, перенос веществ осуществляется на сколь угодно дальние расстояния. В большинстве случаев, ветровой эрозии подвержены иссушенные почвы, а также участки, плохо защищенные растительностью, поэтому ущерб от процесса дефляции наиболее существенен в пустынных зонах, засушливых регионах и степях.

Особенности ветровой эрозии почв относительно водной:

• перемещение частиц на большие расстояния как сверху вниз, так и снизу вверх;
• степень воздействия не зависит от особенностей рельефа;
• воздействие ветра заключается в выдувании отдельных элементов почвы с сохранением питательных веществ, в то время как водная эрозия сопровождается растворением в потоке воды большого количества питательных веществ, не только обедняя почву, но и создавая угрозу загрязнения водоемов.

Наряду с водной, ветровая эрозия наносит значительный ущерб произрастающим растениям и посевам. При сильном выдувании частиц корневая система растений оголяется, приводя к их гибели. В то же время, большая часть посевов погибает из-за нанесенных в большом количестве грунтовых веществ.

Независимо от воздействующего на почву фактора, степень наносимого ущерба зависит от интенсивности протекания эрозионных процессов, в связи с чем эрозия бывает:

• ускоренной. Эрозия, развивающаяся ускоренным темпом, за короткий промежуток времени способна значительно изменить привычный ландшафт огромной территории, поскольку почвообразование происходит медленнее, чем наносимый эрозией ущерб, что ведет к быстрой деградации грунта. Довольно часто ускоренная эрозия является следствием неправильной агротехнической обработки почвы, в результате чего наблюдается разрушение гумуса, материнской породы, способствующие образованию оврагов и промоин, проблема которых усугубляется периодическим воздействием природных факторов;

• естественная. При нормальном течении эрозия не наносит существенного вреда форме земной поверхности, поскольку почвенный покров в условиях естественного формирования успевает восполняться соотносимо ущербу, причиняемому водной или ветровой эрозией, поэтому изменения рельефа незначительны.

Таким образом, с любыми предпосылками и образованием эрозии почвы нужно сразу приступать к разработке противоэрозионных мероприятий, в ходе которых стоит учитывать совокупность факторов, влияющих на прогрессивность новых образований и интенсивность развития существующих повреждений.

Причины возникновения эрозии

Возникновение и прогрессивность повреждения поверхностного слоя земли происходит под влиянием ряда факторов, среди которых наиболее существенное значение играют:

1. Климат. Развитие водной эрозии наблюдается в условиях затяжных, ливневых дождей, а также быстром таянии снега. Ветровая эрозия свойственна климату с небольшим количеством осадков и высокой температурой воздуха, способствующей сильному пересыханию почвы.
2. Рельеф. Степень повреждения почвы под влиянием воды увеличивается с удлинением и крутизной склона. Кроме того, на выпуклых склонах наблюдается более прогрессивное развитие эрозии, нежели на вогнутых участках. Дефляция более интенсивно развивается на равнинных территориях с минимальным растительным покровом.
3. Свойства почвы определяются уровнем сопротивляемости грунта к разрушающему воздействию воды или ветра либо совокупности обоих факторов. Наибольшей устойчивостью к воздействию водной эрозии относятся черноземные почвы, в то время как сероземы, дерново-подзолистые, песчаные и глинистые грунты – наименьшей. Ветровой эрозии легко подвергаются песчаные, супесчаные, глинистые и суглинистые почвы при наличии пересохшего верхнего слоя почвы.
4. Растительность. Корневая система растений образует высокую защиту почвы от воздействия воды и ветра, способствует хорошему впитыванию воды и препятствуя тем самым иссушению почвы и повышая стойкость к водным и ветряным потокам. Небольшой растительный покров способствует уплотнению почвы и увеличению поверхностного стока, в то время как пышная растительность снижает скорость водяного потока и ветра вблизи грунта.
5. Хозяйственная деятельность людей, связанная с уничтожением растительности, вырубкой лесов, массовой распашкой больших земельных угодий с применением тяжелой техники, неконтролируемым выпасом скота, приводит к нарушению структуры почвы и увеличивает степень риска для возникновения дефляции и водной эрозии.

Таким образом, на возникновение и прогрессивность развития того или иного вида эрозии почв влияет множество факторов, которые необходимо учитывать в процессе мероприятий, направленных на снижение риска развития каких-либо повреждений и непосредственную борьбу с эрозией почв.

Меры борьбы с эрозией

Повысить сопротивляемость почвы негативному влиянию ветра, воды и других факторов позволяют следующие мероприятия:

• Засевание площадей многолетними травами.
• Распашка земель, склонных или подверженных эрозии, поперек склонов.
• Своевременное корректирование стока талых, дождевых вод путем кротования, полосного зачернения снега, прерывистого бороздования и других аналогичных приемов.
• Поддержание нормального уровня влажности почвы, не допуская высыхания, посредством боронования ранней весной, покрытия мульчирующим слоем.
• Перекрестный посев зерновых и поперечный посев других культур относительно склона.
• Своевременное внесение органических, минеральных удобрений, способствующих быстрому росту растений.
• Посадка кустистых растений и многолетних трав.
• Безотвальная обработка почвы с сохранением стерни и периодически вносимыми удобрениями.
• Полосная посадка деревьев и кустарников поперек склонов.
• Создание ветрозащитных лесных полос по верху склонов, дну оврагов, по краям полей севооборотов.
• Засаживание склонов многолетними растениями.
• Посадка кустарников и деревьев по берегам рек, прудов и других водоемов.
• Сооружение распылителей, водоотводов путем прокладывания труб.
• Террасирование склонов.
• Устройство запруд.

Совокупность своевременно проведенных мероприятий по предупреждению появления новых очагов эрозии и устранению последствий возникших эрозийных участков позволяют противостоять водной и ветровой эрозии, а также улучшают структуру и свойства почвы, способствуя повышению плодородности.

Породы водой и ветром, перемещение продуктов разрушения и их переотложение. Различают водную и ветровую эрозию почвы.

Водная эрозия – проявляется на склонах. Она может быть плоскостной , когда почва смывается водой сравнительно равномерно, глубинная – почва и материнская порода размываются потоками воды и образуется овраг.

Ветровая эрозия , или дефляция , проявляется в условиях любого типа рельефа и сопровождается выдуванием мелких частичек с верхних горизонтов. Уже при скорости ветра в приземном слое воздуха 3–4 м/с могут проявляться процессы ветровой эрозии. При пыльных бурях ветер поднимает в воздух верхние горизонты почвы, иногда вместе с посевами. Особенно большой вред наносит дефляция в засушливых и полузасушливых районах. В условиях Беларуси ветровая эрозия больше развита на песках и осушенных торфяниках.

Современные интенсивные системы земледелия могут вызывать механическую эрозию почв, при которой под воздействием мощной и скоростной почвообрабатывающей техники имеют место разрушение почв и перемещение их верхнего горизонта.

– свидетельство неправильного использования земельных угодий, низкой агротехники. Вырубка лесов, вспашка земель вдоль склонов, чрезмерный выпас скота, однообразное использование почв – причины, приводящие к эрозии.

– явление довольно распространенное. Республика Беларусь ежегодно несет от нее большие потери. Поэтому противоэрозионным мероприятиям уделяется большое внимание – ими охвачено более 600 тыс. гектаров земель. Предупреждение эрозионных процессов, борьба с эрозией почв – одна из важнейших государственных задач.

От водной эрозии состоит из ряда мероприятий: организационно-хозяйственных, агротехнических, агролесомелиоративных и гидротехнических.

Важным является правильное распределение территории: поля, дороги, лесные полосы, сады необходимо размещать таким образом, чтобы ограничить или совсем снять проявление различных типов эрозии. , имеющие высокую склонность к эрозии (на лессах, суглинках, глинах) выделяют под залужение и облесение; вводят почвозащитные севообороты, основа которых – многолетние травы.

Основная задача противоэрозионных агротехнических мероприятий – ограничить до минимума поверхностный сток. Это достигается соответствующей обработкой почвы, снегозадержанием, системой органических и минеральных удобрений, известкованием.

На участках с небольшим уклоном (1,5°–2°) обработку почвы, посевов необходимо вести поперек или по контуру склона. На полях с более крутыми склонами (2°–6°) кроме того, выполняются специальные приемы обработки почвы – прерывистое волкование, бороздование, лункование, глубокая безотвальная вспашка, кротование и др.

На крутых склонах (6°–8°) полосы посевов сельскохозяйственных культур (шириной 30–40 м) чередуются с полосами посевов многолетних трав (шириной 3,6–7,2 м), а на более крутых склонах увеличивают ширину полос многолетних трав, исключаются посевы пропашных культур.

Комплекс противоэрозионных мероприятий включает агролесомелиоративные и гидротехнические работы: посадки лесных полос на крутых склонах, создание водоотводных каналов по вершинам оврагов, лотков для водосброса, террасирование склонов, возведение плотин и др.

Охрана почв от ветровой эрозии предусматривает использование почвозащитных севооборотов с полосным размещением посевов зерновых культур и многолетних трав. Большое внимание уделяется плоскорезной обработке почвы с сохранением на поверхности стерни. Она охраняет почву от выдувания, а зимой содействует накоплению снега. В борьбе с дефляцией помогает посадка лесных полос по границам полей севооборотов, вдоль каналов; они существенно гасят скорость ветра, особенно если расстояние между лесными полосами составляет 400–600 м и менее.

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

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

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

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

Развитие ветровой эрозии зависит от следующих факторов:

характер рельефа;

гранулометрический состав и структура почв;

наличие и характер растительного покрова.

Перемещение почвенных частиц при ветровой эрозии происходит тремя способами:

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

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

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

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

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

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

Возникновение пыльных бурь связано с тремя основными факторами:

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

2) критической скоростью ветрового потока,

3) характером дезагрегированности поверхностного слоя почвы.

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

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

Дюны характерны для приморских подвижных песков.

Бугры – для приречных.

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

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

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

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

Борьба с дефляцией и защита почв от эрозии.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Естественная и ускоренная эрозия

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Аридизация

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

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

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

Опустынивание

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

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

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

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

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

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

деградация растительного покрова чрезмерным выпасом;

уничтожение древесно-кустарниковой растительности в результате заготовки топлива;

дефляция и эрозия почв при интенсивном богарном земледелии;

вторичное засоление и заболачивание почв в условиях орошаемого земледелия;

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

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

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

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

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

почвенные – усыхание почв и их засоление;

фитогенные – деградация почвенного покрова;

зоогенные – сокращение популяции и численности животных.

Борьба с процессами опустынивания ведется в следующих направлениях:

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

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

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

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

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