Способы защиты почвы от эрозии: вода и ветер

Виды эрозии почвы

Поверхностный слой грунта разрушается под действием воды или ветра, соответственно, принято различать водную и ветровую эрозию почвы. Рассмотрим подробнее каждый из этих процессов.

Водная эрозия возникает преимущественно на склонах, с которых верхний плодородный слой грунта смывается талыми водами или водой из оросительных каналов. В результате начинают образовываться промоины, овраги, и очень скоро местность начинает терять свои плодородные качества. Водную эрозию принято классифицировать еще по нескольким основаниям:

• По распространению водного потока выделяют поверхностную и линейную. В первом случае поток воды смывает только верхний гумусированный слой, во втором – сильный поток воды приводит не только к вымыванию верхнего слоя грунта, но и разрушению подстилающих пород, в этом случае восстановить грунт намного труднее.
• По степени различают естественную и антропогенную эрозию. Первая происходит под воздействием только природных сил, и она, как правило, не оказывает значительного влияния на плодородность грунта. Вторая возникает из-за нерационального ведения сельского хозяйства, и она способна в короткие сроки вывезти участок из оборота из-за разрушения плодородного слоя.

Ветровая эрозия возникает преимущественно в степных районах с большими открытыми пространствами, она представляет собой выветривание частиц плодородного грунта на участках, не защищенных растительностью. Ветровая эрозия способна захватывать большие пространства, она особенно опасна для иссушенных земельных массивов, чаще всего территории страдают именно из-за слишком активной хозяйственной деятельности человека.

Она преследует две цели – предотвращение размывания и выветривания плодородного почвенного слоя и повышение урожайности, эти цели неотделимы друг от друга. Сегодня уже разработан и успешно применяется широкий комплекс мер, позволяющий оберегать сельскохозяйственные угодья от истощения.

Причины

Факторы, влияющие на разрушение грунта:

• климатические особенности;
• свойства грунтов;
• рельеф местности;
• наличие растительного слоя;
• воздействие человека.

Изменения климата — являются причинами возникновения деградации грунтов. Плохие погодные условия и ливневые дожди разрушают пашни. В результате потепления климата происходят аномальные явления — засуха, наводнения, ливни, штормы.

В местах произрастания леса отмечают естественные изменения. Интенсивность изменений грунта зависит от его структуры. Подзолистые земли — малоплодородные. Дерново-подзолистые содержат до 3,5% гумуса.

Черноземные земли — плодородные, содержат до 10% гумуса. Для получения высоких урожаев на каштановых грунтах надо вносить органические удобрения, бороться со смывами и дефляцией. Черноземы при смыве теряют меньше плодородия, чем каштановые и лесные земли.

Причина развития водной эрозии почв на возвышенностях — вырубка деревьев. В лесу грунт переплетен корнями и не подвергается смыву. Если на склоне уничтожают лес, достаточно быстро происходит износ земли. На таком участке вымывается весь грунт. Чем круче склон, тем быстрее идет разрушение. Даже небольшое вмешательство человека на крутом склоне приводит к деградации породы. Мелколесье разрешают вырубать только на покатых склонах. Наличие лесополос надежно защищает поля от разрушения.

Хозяйственная деятельность человека вызывает антропогенную эрозию почв. Технологические процессы обработки земли включают оборачивание, перемешивание, уплотнение. Агротехнические работы — такие как орошение, осушение — уничтожают плодородный слой. Использование минеральных удобрений и пестицидов ускоряют разрушение грунта. Также в землю попадают отходы промышленности.

Эрозия почв на территории России

В 50х годах 20 века в СССР началось освоение целинных земель в казахстанских степях и на западе Алтайского края. После посева пришла засуха, а с ней сильный ветер. Значительный плодородный слой был выветрен. Долгое время пыль этих степей оседала в округе, ее даже обнаруживали в Сибири.

В России в зоне риска ветровой эрозии находится нижнее Поволжье, Урал, Сибирь и Северный Кавказ, общая площадь земель – 45 млн. га. Пылевая буря 1928 года прошла от Дона до Днепра и подняла в воздух 15 млн. тонн черноземной пыли. Водная эрозия преобладает в Центральном районе, на Черноземье, в Поволжье и на Северном Кавказе, ее причина – непомерный объем талых вод.

У нас в стране эрозия начала интенсивно распространяться с конца 19 века. Тогда при освоении новых земель применялась отвальная вспашка, вырубались леса и это при недостаточном уровне агротехнологий. Сильнее всего пострадала зона центрального чернозема. Эрозия препятствует росту экономики, наносит ущерб сельскому хозяйству и может привести к голоду. Почва – основа природы, от ее состояния зависит жизнь всего живого на планете.

Механизмы развития эрозии почвы

В зависимости от того, что является основной причиной повреждений почвы, выделяют несколько механизмов эрозии.

Ветровая эрозия

Механизм этого вида разрушения прост – ветряные потоки разносят крупные и мелкие частицы грунта. Воздействие на мелкие кусочки грунта осуществляется вращательными движениями (чем-то схожими с воронкой), более крупные кусочки перекатываются, разбиваясь на более мелкие.

Выделяют эрозионно-опасные частицы – они обычно меньше 1 мм в диаметре и легко подхватываются ветряными потоками.

Этот вид разрушения проявляется:

• В виде песчаных, ветряных бурь. Данные бури особенно опасны, так как они легко разрушают и уносят верхний пахотный слой.
• Местная. Если бури сравнительно редки, то местные ветры относительно постоянны. Их воздействие основано на перекатывании комков грунта.

Ветер повреждает 5-10 см от поверхности почвенного слоя, он может не сильно затрагивать питательные вещества земли.

Водной эрозии

Ливень вызывает разрушение почвы

Водное разрушение намного коварнее ветряного. Основные механизмы воздействия этого вида разрушения заключаются в дождевых осадках и влиянии на почву вод рек, морей. Выделяют виды водного разрушения почвы:

• Поверхностная. Распространена в гористой местности. Вода относительно равномерно распределяется по поверхности грунта. Равномерный поток размывает более половины плодоносного грунта и значительно повредить посевы.
• Линейная. Характеризуется водными потоками в виде струй, являющимися причиной образования оврагов.

Подземные водные потоки вызвали обрушение почвы

Кроме классификации, основанной на характеристики потока, выделяют водную эрозию по происхождению воды:

• Дождевые осадки. Действует на сравнительно небольших расстояниях. Важными для оценки ущерба факторами являются длительность и частота осадков.
• Талые воды (занимают большие площади). Это явление характерно для весеннего периода.

Эрозии совместного действия

Ветряные и водные факторы в естественных условиях тесно взаимодействуют друг с другом. Сочетание неблагополучных факторов ведёт к глобальным разрушениям гумуса. Существуют следующие схемы такого взаимодействия:

• При переувлажнении почвы происходит сток воды с вымыванием и обеднением почвы.
• Размыв иссушает почвенный слой с дальнейшим распылением и выдуванием.
• Во влажном и снежном климате действует следующая схема: снеготаяние — переувлажнение почвы — сток талых вод — смыв и размыв почвы — иссушение — распыление — дефляция.

Совместные «усилия» воды и ветра провоцируют образование оврагов, которые значительно сокращают площадь плодородных земель.

Виды

По факторам возникновения:

1. Водная эрозия почв – это вымывание слоёв почвы дождём и потоками воды с последующим оседанием частиц в низинах, водоёмах и распадках. Виды водной эрозии:
   • Капельная. Это разрушение и вымывание поверхностного слоя под действием природных осадков.
   • Плоскостная. Чаще всего вызвана разливами водного потока. Обычно действие плоскостной эрозии отмечается на склонах полей. Под действием потоков происходит смыв плодородного, песчаного и гравийного слоя.
   • Линейная. Под воздействием мощного потока происходит, размыв старого русла реки (озера) или образование нового. Подразделяется на глубинную и боковую.
2. Ветровая эрозия почв – этот процесс зачастую характеризуется длительными изменениями, которые происходят постепенно. Но иногда сильные ветра способны выдуть огромное количество земли всего за один день или несколько часов. После сильного урагана, бури или торнадо, землю практически невозможно восстановить. Потоки ветра переносят и разбрасывают частицы на многие километры.
3. Антропогенная эрозия – это разрушение почвенных слоёв из-за нарушения естественных барьеров, которые препятствуют размывам. Обычно происходит из-за техногенного вмешательства человека в природные процессы. Причинами могут послужить осушение болот, вырубка леса, разработка карьеров, ирригационное орошение и пр.

По скорости процесса:

• Медленная или естественная (геологическая). Происходит при выпадении осадков или постоянном подмывании почвенных слоёв потоком воды. А также при долговременном нарушении природных процессов из-за действий человека.
• Ускоренная чаще всего антропогенного характера или в следствии природных катаклизмов. При быстром разрушении наносится ущерб, который невозможно предотвратить или исправить.

Геологическая эрозия характерна для территорий с естественным растительным покровом. При таких условиях почва постоянно самовосстанавливается благодаря естественным процессам.

Быстрые процессы протекают на тех участках, где отсутствует растительность. Это могут быть как сельскохозяйственные угодья, где не соблюдаются нормы природопользования, так и участки с вытравленной растительностью. Обычно это лесостепи и степные районы с расчленённым рельефом и полным отсутствием мер по борьбе с эрозией.

Из-за размывания грунта образуются целые овраги и гибнут растения

Практические шаги по предотвращению водной эррозии

1. Обеспечение надежного покрова растительности:
   • Посадка культурных растений: Одним из наиболее эффективных способов предотвратить водную эррозию является посадка культурных растений. Растительный покров удерживает почву своими корнями и уменьшает ее подверженность эрозии.
   • Использование кустарников и деревьев: Засадка деревьев и кустарников вдоль склонов и водных потоков может создать барьер для стока воды и помочь укрепить почву.
2. Системы дренажа и водоотведения:
   • Установка дренажных труб: Применение дренажных труб позволяет контролировать уровень подземных вод и избежать избыточной влаги, которая может увеличить риск водной эррозии.
   • Создание барьеров: Плотины, барьеры и другие инженерные структуры могут использоваться для удержания воды и уменьшения скорости ее движения.
3. Использование техник почвозащитного земледелия:
   • Мульчирование: Наложение мульчи на почву может помочь сохранить влагу, уменьшить воздействие капель дождя на почву и уменьшить риск эрозии.
   • Контурное земледелие: Практика, при которой посевы размещаются вдоль линий, называемых контурами, чтобы уменьшить скорость стока воды и удержать почву.
   • Использование берм: Создание берм (кусков высокой земли) вдоль склонов или водных потоков помогает удерживать воду и предотвращать эрозию.

Эти практические шаги могут быть включены в агрономические и инженерные методы для предотвращения водной эррозии и сохранения плодородной почвы

Важно адаптировать их к конкретным условиям и региональным особенностям для наилучших результатов

Экологические и устойчивые подходы:

Агролесоводство и создание биоразнообразных поясов:

Агролесоводство: Этот метод объединяет сельское и лесное хозяйство, позволяя одновременно выращивать культурные растения и деревья. Создание агролесовых систем помогает удерживать воду, улучшать качество почвы и снижать эрозию.

Биоразнообразные пояса: Создание биоразнообразных поясов вокруг полей и водных источников способствует сохранению экосистемы. Разнообразные виды растений и деревьев улучшают почву и предотвращают эрозию, а также служат местом обитания для диких животных.

Реставрация береговых лесов и водосберегающие практики:

Реставрация береговых лесов: Восстановление лесов вдоль берегов водных потоков и озер помогает снизить скорость стока воды и предотвратить эрозию. Эти леса обладают большой водоудерживающей способностью и способствуют сохранению биоразнообразия.

Водосберегающие практики: Сельскохозяйственные практики, направленные на экономию воды и уменьшение ее потерь, играют важную роль в предотвращении водной эррозии. Это включает в себя точное орошение, использование технологий для сбора и хранения дождевой воды, а также контурное земледелие для уменьшения стока воды.