О чем речь? Водная эрозия почв – не менее разрушительный процесс, чем ветровая, которая протекает под воздействием дождевой, талой или ирригационной воды. Такому изменению подвержены почвы, находящиеся на склонах.
На что обратить внимание? Противодействие водной эрозии заключается в использовании агротехнических мер, среди которых мульчирование, глубокая вспашка, щелевание, запашка соломы.
В этой статье:
Причины водной эрозии
Она представляет собой разрушение горных пород и верхних слоев почв, их сдвигом и перемещением под действием стоков, вызываемых выпадением осадков, таянием снега и льда и другими причинами.
Водная эрозия — это природное явление. Возникает в основном на косогорах, покатых поверхностях и сопках, где плодородный слой почвы смывается талыми, дождевыми и оросительными потоками. Вследствие этого процесса образуются ямы и трещины, овраги и ложбины. Земная поверхность быстро теряет свою урожайность. Виды водной эрозии почв классифицируются и по ряду других причин. В зависимости от характера воздействия на грунт она подразделяется на плоскостную и линейную.
Причины водной эрозии
С учетом скорости образования различают геологическую и ускоренную эрозии:
- Первый её тип, нормальный, — это медленный процесс, при котором частицы почвы смываются с поверхности, покрытой плотным растительным покровом. Плодородный слой частично теряется, но это тут же компенсируется. Этот вид эрозии происходит везде и всюду, практически безвреден и не требует почвозащиты.
- Ускоренный же тип возникает при уничтожении естественной растительности и нецелевом использовании земли. Таким образом снижается её плодородие. Иногда это приводит к полной потере почвенного покрова, поэтому требуется охрана земель.
Почвы, подверженные водной эрозии, наиболее распространены на территориях, имеющих серые лесные, каштановые грунты, черноземы, в сельскохозяйственных угодьях таежно-лесных зон и в горных районах.
Причины водной эрозии
На скорость разрушения верхнего слоя почвы влияют следующие причины:
- Климатические свойства. Возникновение водной эрозии характерно для регионов с продолжительными обильными осадками и бурной весной с большим количеством тающего снега. В результате появления талых вод происходит размывание грунта и повреждение ценного плодородного слоя земли. Ветровая эрозия характерна для равнинных территорий в сухом климате, где почва быстро высыхает из-за малого количества осадков.
- Особенности рельефа. Скорость эрозии непосредственно зависит от крутости и длины склонов, причем на выпуклых разрушение происходит быстрее, чем на вогнутых холмах. И, чем меньше естественной растительности на равнинах, тем быстрее идет эрозия.
- Характер грунта. Значительное воздействие на скорость развития эрозийных процессов демонстрирует и качество почвы. Наиболее устойчивы черноземы, они практически не выветриваются и не размываются. Почвы, подверженные водной эрозии, это сероземы, глинистые и песчаные. Они наименее стойкие и при определенных обстоятельствах быстро разрушаются.
- Наличие растительного покрова. Корни растений обеспечивают достаточную защиту от воды и ветра, такая почва быстро впитывает влагу, и корневая система травы не дает ей пересыхать даже в жаркую погоду. Более высокие стебли растительности также препятствуют выветриванию, снижая порывы ветра у земли.
Так что при выборе способа борьбы с эрозией необходимо учитывать факторы ее образования. Лишь устранив причины, добиваются устойчивых результатов в защите земли.
Виды водной эрозии почв
На практике существует несколько стадий деградации почвы на фоне физического смывания, ход развития которого во многом зависит от первопричины. Ниже перечислены основные виды водной эрозии и ее последствия при отсутствии защитных мероприятий:
Капельно-дождевая
Это начальный этап, не представляющий большого риска. Подоплека эрозийного процесса кроется в размывании дождевыми каплями почвы, не защищенной растительным покровом. Такая атака приводит к разрушению структуры поверхностного слоя земли.
В итоге, сверху образуется корка, значительно снижающая инфильтрационные качества почвы и способствующая стокам. Этому виду эрозии следует уделять большое внимание в субтропических и тропических районах.
Плоскостная
Такое ухудшение почвы возникает при превышении количества выпавших осадков настолько, что земля теряет способность впитывать влагу. Причиной водной эрозии почв при плоскостном деградировании является плохая инфильтрация. Происходит быстрое вымывание компонентов почвы, органических и питательных веществ.
В результате на поверхности возникают временные скоротечные потоки, оставляющие борозды различной длины и глубины. Одновременно со стоком ниже происходит и нанос, скопление рыхлых частиц грунта.
Виды водной эрозии почв
Линейная
Данный тип водной эрозии также известен как струйчатый или ручейковый. Разрушительный процесс происходит, когда вода проникает в почвенный слой, образуя там каналы, глубина которых может доходить до 30 см.
Поскольку поток воды достаточно быстрый, частицы почвы захватываются и уносятся дальше вниз. Без принятия мер по защите почв от водной эрозии это явление может привести к образованию балок, оврагов и траншей глубиной более 30 см. К этой категории относится также речная эрозия, формируемая постоянными руслами.
Овражная
Более сложный этап эрозионного процесса, при котором невозможно удалить образовавшиеся канавы с поверхности земли механически. Помимо разрушения земель и появления новых рельефов, последствия негативно сказываются на водных ресурсах, так как снижается их качество.
Туннельная
Обнаружить этот вид эрозии на ранних стадиях практически не представляется возможным, потому что водные потоки зарождаются под поверхностью. Туннельное деградирование почв происходит в результате перемещения больших объемов воды.
Это наиболее опасно для щелочных грунтов, в которых могут появляться многочисленные туннели, обнаруживаемые после обрушения поверхностного слоя, но разрушительный эффект продолжается посредством смывания почвенного ресурса.
Все виды водной эрозии оказывают негативное влияние на микрорельеф и плодородие. Для остановки этого явления и её предотвращения необходимы эффективные агротехнические мероприятия.
Водная эрозия в России
Имеет широкое распространение. До 80 млн га земель страдают от данного природного явления, а 50 млн га могут пострадать в ближайшем будущем в силу своего местоположения.
На севере страны водной эрозии подвергаются почвы от Воронежа до Читы, а также омские, челябинские земли, Сибирь, Хакасия, Бурятия и Тува. На огромных площадях губят почву сразу два типа эрозии — водная и ветровая. К таким территориям относятся Приволжский и Центральный федеральные округа. Они составляют до 2,5 % от общей площади угодий.
В России уже много обводненных земель (12 %). Большая часть из них — это обрабатываемые земли. Заболачивание происходит в Сибирском, Уральском и Дальневосточном федеральных округах. Более серьезный ущерб землям нанесен на юге страны, в черноземной зоне и на Северном Кавказе. Это связано с большими объемами таяния снега.
В настоящее время климат в европейской части России потеплел, и усилились ливневые дожди (более 10 мм), увеличивая смывы. Но во время весенней распутицы поверхностный сток уменьшается, что приводит к меньшему повреждению склонов и зарождению оврагов.
Водная эрозия в России
Методы противодействия водной эрозии
Важнейшим фактором уменьшения плодородности земель и неустойчивых урожаев считается недостаточное регулирование поверхностных стоков.
Наукой и практическим опытом выработан ряд противоэрозионных мер, направленных на предотвращение водной эрозии почв и восстановление эффективного плодородия склоновых грунтов, дающих быстрый эффект и не требующих дополнительных затрат. Основной задачей является сдерживание осадков в месте выпадения и переброска стока внутрь почвы. Добиваются его перевода безотвальной обработкой верхнего слоя путем мульчирования, накоплением растительных и пожнивных остатков, глубоким рыхлением в осенний период.
Противоэрозийные мероприятия при помощи агротехнологий поделены на четыре группы в зависимости от воздействия:
- Технологии, предназначенные для улучшения физических качеств почвы, увеличения водопроницаемости — глубокая обработка пашни, окультуривание, структурирование, щелевание и кротование.
- Способы, направленные на водозадержание: контурная и поперечная пахота зяби, создание микрорельефа (прерывистое бороздование, обвалование, лункование).
- Приемы, обеспечивающие противоэрозийную устойчивость почвы — поверхностная и плоскорезная обработка, мульчирование.
- Технологии регулирования снегозадержания и снеготаяния принадлежат к четвертой группе — снегопахи, кулисы, лесополосы, уплотнение и распашка снега.
Для того чтобы сформулировать противоэрозийные мероприятия, необходимо иметь количественное представление о влиянии каждой технологии. Очень важно оценить роль регулирования стоков в борьбе с водной эрозией почв как наиболее эффективный агротехнологический метод, не требующий дополнительных издержек.
Многие опыты земледельцев показали эффектность такого агротехнического подхода, как глубокая осенняя вспашка (27–35 см). Пахота почвы на 20–22 см с почвоуглублением до 37 см понижает сток с 97 до 23 мм, а безотвальное рыхление почвы на величину 35–40 см — до 36 мм. Г. П. Сурмач пришел к выводу, что углубление вспахивания на 1 см уменьшает сток от 1,5 мм до 4,5 мм. Иными словами, вспашка на 8 см глубины сокращает сток на 12–34 мм.
Поперечная вспашка и посев на склонах также оказываются эффективны в защите почв от водной эрозии. Такой подход позволяет удерживать влагу и ограничивать сток дождевых и талых вод. Известно, что поперечная обработка почвы на косогорах позволяет повысить урожайность агрокультур на 5–20 % и уменьшает смыв плодородного слоя.
Методы противодействия водной эрозии
На крутых и длинных склонах поперечная обработка не дает возможности сдержать поток воды и предотвратить разрушение грунта. Поэтому требуется бороздование и обваловывание при осенней вспашке. При непрерывных бороздах и валиках без перемычек их отклонение от горизонта вызовет размыв борозд и сток вод. Бороздование при осенней вспашке снижает смыв почвы в 1,5 раза.
Сейчас стали широко использовать щелевание. Применяются ножи различного вида, прикрепленные к корпусу простого плуга, для образования щелей в почве, которые заполняют соломой или торфом. Это создает водопоглощающий эффект, снижает заплывание, а также промерзание зимой и иссушение летом.
Соломенная мульча защищает грунт от эрозии и сохраняет рыхлость поверхностного слоя. Во время оттаивания в зимние оттепели вода поступает из поверхностного в более глубокие слои, а отверстия позволяют избежать ледяного закупоривания.
Другой агротехнический метод — заделка соломы — используется для снабжения почвы органическими элементами, повышения ее пористости и впитывающего качества. Перед вспашкой солома равномерно раскидывается по поверхности грунта. Это снижает сток до 5-6 мм.
Глубокое рыхление уничтожает плужную подошву. Она не дает корням растений пробиваться в почвенные слои и мешает проникать воде в пахотный горизонт. Рыхление нижних пластов земли увеличивает толщину корнеобитаемого слоя, улучшая воздушную, водную и тепловую среду, способствует биологическим процессам, накоплению влаги, останавливает ветровую и водную эрозию почв. Глубокое рыхление производится различными механизмами — это плуги общего назначения и чизельные с комбинированными глубокорыхлителями.
Так, агротехнические приемы борьбы с водной эрозией включают следующее:
- увеличение устойчивости к водной эрозии и впитывающей характеристики почвы;
- равномерное увлажнение почвы;
- снижение объема и быстроты стока и смыва;
- предотвращение концентрации стока на сельскохозяйственных землях;
- обеспечение условий для безопасного отвода избыточных дождевых и талых вод;
- снижение почвенного смыва до экологически оптимального уровня.
Эти приемы всегда применяются в комплексе с другими противоэрозийными мероприятиями.
Часто задаваемые вопросы о водной эрозии почв
Как посадка леса предотвращает разрушение почвы?
Защита грунтов включает посадку лесных полос на склонах и их террасирование, строительство каналов для отвода талых вод, создание искусственных водоемов и плотин. Такие меры обеспечивают направление стока воды по строго ограниченным маршрутам и защиту основных земельных ресурсов.
Что является важным этапом противодействия водной эрозии почв?
Организационно-хозяйственная деятельность. Она включает регулярное обследование полей путем планирования и картографии, комплексную оценку эрозионного процесса, разработку мероприятий и управление их реализаций. Заблаговременное планирование — один из ключевых факторов успешной борьбы с эрозией.
Какова роль человеческого фактора?
Различные формы влияния деятельности человека на природу могут иметь существенное значение на интенсивность разрушения почвенного покрова. Нерациональное землепользование, вырубка лесов, пожары и уничтожение растительности приводят к деградации почвы, ее плодородия.
Комплекс мер и действий по борьбе с водной эрозией почв обеспечивает хороший результат. Сохранность земли и её плодородие гарантированы на долгие годы. Лишь своевременное выполнение противоэрозийных мероприятий позволяет остановить распространение водной эрозии. В России агротехнологии становятся все более востребованными. Земля — один из основных резервов, используемых для экономической деятельности человека. Но, несмотря на свою огромность, она остается ограниченным ресурсом и требует бережного к себе отношения.
