Тема№ 1 Понятие эрозии почв и форм.прояв

Землеустройство эродированных и эрозионно-опасных земель

ТЕМА №1

Понятие эрозии почв и формы ее проявления

Эрозия (от лат.) - разъедание. По определению академика Л.И. Прасолова под эрозией понимается " явления разрушения и сноса почв и рыхлых пород потоками воды и воздуха ".

Виды эрозии:

-водная (в т.ч. ирригационная);

-ветровая; комплексная или совместная.

Водная эрозия - процессы разрушения почв и пород под действием стекающих талых и дождевых вод. Для стока необходим уклон - достаточно 0,5 градусов, чтобы началась эрозия.

Формы водной эрозии:

- плоскостная (поверхностная);

- линейная (или овражная);

- струйчатая эрозия (промежуточная между плоскостной и линейной).

Плоскостная - образуется мелкими струйками и небольшими потоками, размывающими почву в горизонтальной плоскости.

Линейная - образующаяся под воздействием больших струй и сосредоточенных в узких протоках, поэтому преобладающий размыв происходит в вертикальной плоскости.

Струйчатая - возникает в виде ручейковых размывов. Она образует не глубокие промоины, не препятствующие обработке почвы.

При размывании сначала образуются промоины глубиной до 1м, а впоследствии при продолжении действия воды - овраг - линейная форма рельефа эрозионного происхождения глубиной более 1м с отсутствующим или слабо сформированным почвенным покровом и выходом на откосах грунтовых или нижних генетических горизонтов почвы.

Овраг - это отрицательная форма рельефа, имеет глубину от нескольких метров до 10-15м, длину от десятков, сотен метров до км.

Рост оврага идет с его вершины (верхняя часть по рельефу) за счет осыпания грунта при его размокании при стоке поверхностных вод до тех пор, пока его днище не достигнет уровня местного базиса эрозии горизонтальной поверхности, на уровне которой стекающие водные потоки теряют свою размывающую силу.

Особым видом водной эрозии является ирригационная - при орошении по бороздам или напускам. При этом также различают плоскостной смыв — на склонах и линейную эрозию: размывание оросительных и сбросных каналов.

Естественная (2-3 мм почвы (=2-3 т/га) смывается и столько же образуется за 1 год) при правильных с/о 20 см почвы смывается за 100 лет; под лугом - за 29 тысяч лет.

Природные - климат, рельеф.

Главные - осадки, уклон.

Косвенные - температура и влажность воздуха, ветровой режим.

Ускоренная - возникает в результате хозяйственной деятельности человека: при распашке и несоблюдении противоэрозионных мероприятий, на пастбищах - не умеренный выпас, скотобойные тропы.

Величина поверхностного стока характеризуется коэффициентом стока, который равен отношению стока (в мм) к количеству выпадающих осадков (в мм) численно он определяет долю садков стекающих по поверхности. Формирование стока и интенсивность эрозии определяется интенсивностью осадков, т.е. количеством осадков (мм) выпадающих за одну минуту. Поверхностный сток проявляется тогда, когда при интенсивных и продолжительных дождях почва не может поглотить воду. Эрозия усиливается в результате ударного действия крупных капель дождя.

Эрозия от стока талых вод зависит от мощности (количества) снегового потока, глубины промерзания почвы (мерзлый слой - водоупор) и интенсивности снеготаяния.

Ветер влияет на испаряемость, то есть уменьшает сток, кроме того, зимой он перераспределяет снег по поверхности.

Рельеф второй главный после осадков фактор водной эрозии.

Назовем его основные элементы. Линия, соединяющая наиболее высокие точки, называется водораздельной линией, или водоразделом. Водораздельная линия ограничивает определенную территорию, с которой вода стекает в понижения. Такую территорию называют водосборной площадью или водосбором.

Принято выделять положительные (выпуклые) и отрицательные (вогнутые) элементы рельефа. Сеть вогнутых элементов рельефа, или понижений, по которым происходит сток поверхностных вод, называют гидрографической сетью. Различают древние и современные звенья гидрографической сети. К древним относят ложбины, балки, долины; к современным - промоины и овраги. Древняя гидрографическая сеть в верхних концевых частях начинается ложбиной.

Ложбина – это линейная форма рельефа древнего эрозионного происхождения пологими уклонами и невыраженными бровками глубиной до 1 м. Площадь водосбора - до 50 га. Берега распахивают. Ложбина, равномерно углубляясь и расширяясь, перерастает в следующее звено сети – лощину.

Лощина имеет ясно выраженное дно, более высокие и крутые берега. Глубина - до 8-10 м. Площадь водосбора - до 500 га. Включает несколько водосборов ложбин. Лощина по мере движения вниз по склону расширяется, углубляется и впадает в балку или сама становится балкой.

Балка также представляет собой линейную форму рельефа древнего эрозионного происхождения с выраженными бровками, широким днищем. Крутизна берега - 10-15° и более. Ширина балок - 200-300 м и более, глубина - до 15 - 20 м. Площадь водосбора - до 3000 га. Постоянно расширяясь и углубляясь, балки впадают в долину реки.

Промоины и овраги тесно связаны с древней сетью, и они вводят в общую гидрографическую сеть. В зависимости от места расположения относительно древней сети различают овраги: склоновые вершинные, береговые и донные.

Для эрозионной характеристики местности пользуются коэффициентом расчлененности территории, который определяется делением суммы длин всех звеньев гидрографической сети (км) на площадь соответствующего водосбора (км²). Существует зависимость между коэффициентом расчлененности территории и площадью смытых почв. Например, при коэффициенте 0,3 смытые почвы могут составлять 10 %, при расчлененности 0,6-25% и т. д.

Важнейшими характеристиками рельефа, от которых зависит эрозия почв, являются крутизна, длина, форма и экспозиция склонов.

Сток формируется тогда, когда есть уклон поверхности. Поэтому крутизна склона является важнейшим показателем рельефа. Пороговая величина крутизны, при которой начинается эрозия, может быть весьма различной, что зависит от других сопутствующих факторов. В одних условиях смыв почвы может проявляться при 0,3 – 0,5º, в других случаях – лишь при 5 - 10º. С увеличением крутизны смыв почвы увеличивается, однако степень его возрастания зависит от разнообразного сочетания многих факторов (количества и интенсивности осадков, характера и состояния почвенного и растительного покрова, агротехники возделывания культур и др.).

Чем длиннее склон, тем больше объем поверхностного стока, скорость течения и высота слоя воды.

Интенсивность эрозии почв зависит от формы склона, от его продольного и поперечного профилей.

Профили склона как в продольном, так и поперечном направлениях бывают прямые, выпуклые и вогнутые.

Характер влияния продольных и поперечных профилей на сток и смыв различается. На продольно-прямых склонах процессы эрозии усиливаются к их основаниям. Разрушительная сила воды нарастает постепенно. Значительный смыв проявляется приблизительно от середины склона. На продольно-выпуклых склонах эрозия больше проявляется в нижней части, где наибольшая крутизна. На продольно-вогнутых склонах эрозия сильнее выражена в верхней, более, крутой части. Книзу она уменьшается/и даже происходит аккумуляция смытой почвы. В литературе приводятся следующие относительные коэффициенты эрозионной опасности продольных профилей: прямой - 1, выпуклый - 1,25-1,5, вогнутый - 0,5-0,75.

Влияние на сток и эрозию экспозиции склона опосредовано микроклиматом (поступлением солнечного тепла), если за единицу принять приход тепла на южный склон (это max), то для западного этот показатель равен 0,95, для восточного – 0,90, для северного – 0,85.

На величину стока влияют также тип почвы (т.е. их свойства: гумусированность, сумма поглощенных оснований, структурность, механический состав, сложение).

Для количественной оценки суммарного влияния всех природных факторов на процессы эрозии проводятся расчеты потенциальной интенсивности смыв почв.

Зависимость потенциального смыва почв от факторов эрозии можно выразить формулой:

М = f(x₁ ... х_i),

где М - интенсивность смыва почв за год;

x₁ ... х_i - интенсивность дождей, снеготаяния; коэффициент стока; параметр, учитывающий тип почв; параметр, учитывающий механический состав почв; объемный вес почв; коэффициент, учитывающий степень смытости почв; длина линий стока; крутизна склона; коэффициент, учитывающий форму склона; коэффициент, учитывающий экспозицию склона; коэффициент эрозионной опасности культур.

Ветровая эрозия (или дефляция) - это отделение (разрушение), перемещение и отложение частиц почв ветром. Ветровую эрозию в отличае от водной будем называть дефляцией.

Причины дефляции: природные, антропогенные.

Природные: наличие ветров большой силы, рельеф (ветровые коридоры, ветроударные склоны), распыленность почв, недостаток влаги в почве.

Антропогенные: уничтожение растительности (травянистой и лесов), несоблюдение противоэрозионных мероприятий, неумеренный выпас.

В зависимости от интенсивности и формы проявления ветровой эрозии она может принимать вид повседневной эрозии (или местной) и пыльных бурь.

Повседневная эрозия проявляется в виде полевых столбов, образующихся на пашне в результате подъема ветром почвенных частиц, перенос идет в приземном слое воздуха, высотой не более одного метра на большие расстояния. Местная эрозия возникает при малых скоростях ветра 4-8 м/сек. Разрушение (снос) почвы идет медленно, но неуклонно.

Пылевые бури наиболее вредоносный вид ветровой эрозии: за несколько часов они способны развеять 100-500 тонн почвы с 1га. Отсутствие растительности, обесструктуренная сухая почва легкого гран, состава усиливают дефляцию. В результате пыльных бурь переотложение мелкозема у препятствий - заборов, лесополос, в кюветах и других понижениях. Пыльные бури возникают летом, осенью при скорости ветра больше 10 м/сек, весной более 12-14 м/сек, зимой более 14-17 м/сек.

Экологический и экономический ущерб от эрозии

Всего в мире подвержено водной эрозии 31% территории суши и 34% ветровой эрозии. В РФ в наибольшей степени эрозия проявляется в степях Казахстана, в Западной Сибири, Поволжье, на Северном Кавказе и на Алтае.

Отрицательные экологические последствия:

- снижается плодородие почв;

- разрушение земель оврагами;

- эрозия активизирует другие негативные процессы: обвалы, оползни и сели;

- ухудшается качество вод, водоемы загрязняются не только почвой, но и семенами сорняков, агрохимикатами;

- снижается продуктивность земель.

Экономический ущерб:

1. Снижение урожайности сельскохозяйственных культур на пашне, продуктивность сенокосов и пастбищ;

2. Дополнительные затраты на противоэрозионные мероприятия и восстановление плодородия почв.

По данным ФАО ущерб от эрозии относится к I категории (всего их 3, I – наиболее негативная). Всего на земле навсегда утрачено плодородие на 3 млрд. га.

Масштабы проявления эрозии почв в крае

По состоянию на 01.01.98 год эрозия на сельскохозяйственных угодьях проявляется в 30 районах края на площади 868 тыс.га, в т.ч. на 824 тыс.га пашни (26% от площади пашни). Ветровой эрозии подвержено 490 тыс.га (из них пашни - 473), вод­ной - 200 (пашни -182), комплексной - 178 тыс.га (пашни - 169). Кроме того 205,6 тыс.га сель­скохозяйственных угодий (из них 167 тыс.га пашни) расположено на дефляционноопасных и 62,4 тыс.га (19,8 - пашни) на эрозионно-опасных землях. Таким образом, всего в крае эродиро­ванных и эрозионно-опасных земель 1135 тыс.га или 32% сельхозугодий и 26% пашни. Следует подчеркнуть, что в средней и сильной степени эрозии проявляется на площади 258,7 тыс.га сельхозугодий, из них 235,7 тыс.га составляет пашня.

Больше всего земель эродированных, дефлированных и эрозионноопасных находится в центральных и южных районах края. По убыванию площади указанных видов земель они выстраиваются в следующий ряд: Назаровский (144,5 тыс.га), Минусинский (142,1), Новоселовский (126,1) и Канский (111,6) районы. Далее идут Ужурский (82.0), Балахтинский (78,0) и Шарыповский (77,2 тыс.га) районы.

По доле эродированных земель сельскохозяйственный угодий в 10 районах края (Краснотуранском, Сухобузимском, Курагинском, Шушенском, Шарыповском, Балахтинском, Канском, Назаровском, Новоселовском и Минусинском) эродированность сельхозугодий составляет от 30 до 80% (пашни от 40 до 100%); в 8 районах (Уярском, Емельяновском, Майском, Болыыемуртинском, Ермаковском, Рыбинском, Ужурском и Березовском) - от 13 до 30% (пашни от 15 до 40%). В остальных 12 районах эрозии подвержены от 3 до 10% сельхозугодий.