Факторы развития эрозии почвы

Рельеф. В равнинных условиях с рядовым рельефом, предгорных и горных областях степень эрозионной опасности зависит от крутизны, длины, формы и экспозиции склонов, типа водосбора, глубины базиса эрозии и почленування местности.

Глубина местного базиса эрозии, определяется разницей высот между вершиной водораздела и тальвегом (дном балки) или уровнем реки - один из решающих факторов водной эрозии. Чем выше водораздел лежит над уровнем реки, тем разрушительный потоки, стекающие по склонам водосбора, тем более потенциально неустойчивые породы, из которых состоит водосбор.

Эта особенность отчетливо проявляется в сильном развитии эрозионных процессов на Донецком кряже, Приазовской и Приднепровской, Подольской возвышенности, в предгорных и горных районах Украинских Карпат и Крыма, где глубина местного базиса эрозии достигает 75-125 м и более.

Развитие эрозионных процессов в Украине существенно зависит также от крутизны и длины склонов.

В Степи, Лесостепи и на Полесье на склоновые пахотные земли крутизной до 3 ° приходится соответственно 79-99, 62-95 и 75-97% их общей площади. При этом 54% пахотных земель расположены на склонах крутизной 1-3 °.

По данным Института охраны почв УААН, с увеличением крутизны склонов повышается и коэффициент эродированности почвенного покрова, причем на склонах крутизной 1-3 ° в среднем 45%, а на склонах 3,1-5 ° - 60% площади почвенного покрова представлено слобоеродованимы разновидностями. С увеличением крутизны склонов средне- и сильнозмити почвы составляют 57-63%.

Эрозионные процессы наиболее выражены на коротких склонах (100-200 м), где средняя крутизна достигает высоких значений (2,8-3 °). Если длина склонов 700 м и более, то средняя их крутизна уменьшается до 1,50-2,08 °, соответственно снижается еродова ность почвенного покрова.

В Степи и Лесостепи эрозии наиболее подвержены склоны северной и восточной экспозиций. Коэффициент эродированности почв на этих склонах в среднем составляет соответственно 1,25; 1,20. При этом эродированность за экспозициями: северная - 66,1%; восточная - 59,3; южная - 59,1; западная - 45,5%. Такие различия объясняются тем, что склоны северной и восточной экспозиций крутые и длинные (соответственно 2,58 °; 2,14 ° и 886 и 500 м). В то же время на южной экспозиции - 2,01 ° и 550 м, на западной - 2,01 ° и 510 м.

Соотношение земель на склонах по геоморфологическим и рельефными признаками обуславливают разную интенсивность эрозионных процессов и определяют дифференциальное применения почвозащитных мероприятий.

Климат. Климатические особенности любого района является определяющим фактором процессов почвообразования и эрозии. При этом важное значение имеет количество атмосферных осадков и их интенсивность, скорость ветра. Остальные климатических факторов влияет на эрозию почв значительно меньше, в основном косвенно - через растительность, биологические и физико-химические процессы.

Осадки. В Украине наибольшее количество осадков за год бывает летом, причем в теплый период преобладают ливни. Эрозионная сила ливневых осадков определяется их энергетической характеристикой, на территории страны имеет определенные особенности. Прежде всего увеличение или уменьшение энергии осадков в отдельных районах преимущественно связаны с рельефом. Так, районы Прикарпатья, где энергетические характеристики осадков повышены, находятся под влиянием местного циклогенеза, обусловленного орографическими и особыми термическими условиями.

В равнинной части Лесостепи и Степи эрозионная действие осадков в основном связана с холодными фронтами, которые отличаются высокой активностью. На Левобережье Украины обострения холодных фронтов происходит под влиянием Донецкого кряжа,

Приазовской возвышенности и отрогов Средне-русской возвышенности. Поэтому на фоне уменьшения суммарной кинетической энергии осадков за теплый период с запада до юго-востока и юга энергия ливневых осадков за сутки в Степи, например, с вероятностью повторения один раз в 10 лет (10% - на обеспеченность) не ниже, чем в Лесостепи и на Полесье.

Запасы воды в снежном покрова на начало весеннего снеготаяния, которые в значительной степени определяют величину стока талых вод, и влагообеспеченность почвы в весенний период составляют в среднем 20-40 мм с отклонениями от 10 мм в южных районах Степи до 70 мм и более в Полесье. Высота снежного покрова и запасы воды в снеге уменьшаются с северо-запада на юго-восток.

Ветер. Территория Украины является районом интенсивных атмосферных процессов. Циркуляция воздушных масс определяет систему господствующих ветров: на западе преобладают ветры западных румбов, несущие поток воздуха с Атлантики, на востоке - юго-восточных и южных, обусловленных влиянием Сибирского антициклона. На периферии антициклона возникают градиентные ветры. Если при этом одновременно поступает циклон с юга, то происходит столкновение теплой воздушной массы с холодным ветровым барьером, вследствие чего ветер усиливается до 25-30 м / с и более. При длительной морозной и сухой погоды и без наличия снежного покрова такие ветры вызывают поземку и пыльные бури.

На территории страны выделяют несколько провинций с разной ветровой активностью. Провинция активной дефляции находится на юго-востоке Украины. Достаточно частое возникновение пылевых бурь в Донецкой и Луганской областях объясняется условиями рельефа, созданными своеобразными коридорами среди отрогов Донецкого кряжа.

Весной с усилением солнечной радиации на территорию Украины влияют суховейные юго-восточные ветры. На юго-востоке ежегодно в мае количество дней с суховеями постепенно уменьшается в направлении на северо-запад, доходя до 1 (в Украинских Карпатах). Суховеи очень высушивают верхние слои почвы, разрушают его структуру и вызывают локальную дефляцию.

Температура. Этот фактор влияет прежде всего на характер эрозионных процессов. В частности, в Степи происходит инсоляционного эрозия, обусловленная неодинаковым прогревом склонов различной экспозиции и крутизны. При этом быстрее прогревания склонов южной и восточной экспозиций приводит интенсивнее снеготаяния и значительные потери снега на испарение. На северных склонах снег тает медленнее, однако с повышением температуры воздуха при толстом слое снега эрозионные процессы здесь резко полилюються.

Вследствие проникновения теплых масс воздуха в Степи (в оттепель) и Лесостепи (весной) возникает адвективные эрозия.

Резкие колебания температуры и влажности воздуха в зимний и ранневесенний период снижают связность грунтовых агрегатов замерзания и оттаивания почвы, которые чередуются. Разрушение почвозащитных агрегатов диаметром более 1 мм достигает на черноземах тяжелосуглинистых 41-55%, средне- и легкосуглинковых - 58-80, а на темно-каштановых легкосуглинковых почвах - 76-85% (А. Б. Лавровский и др., 1983). При таких условиях возникает 100% -ная эрозионная ситуация.

В теплый период температура так же влияет на развитие дефляции. В степных районах 67% пылевых бурь в это время возникает при температуре, превышающей 10 ° С.

Весной и летом 83-87% пылевых бурь происходит при относительной влажности воздуха 55%. При таких условиях высокоэффективные стерневые фоны, кулисные посевы, лесополосы, которые регулируют микроклимат и накопления снега.

Растительность. Растительный покров играет важную роль в защите почв от эрозии. По данным П. А. Костычева, почва, заросший травой, как правило, не размывается даже в том случае, если образовался овраг, даже на самом краю обрыва.

На эрозионные процессы значительно влияет тип растительности, определенные виды растений. Растительный покров в Украине разнообразен и распределяется в соответствии с природной широтной зональности на природные зоны на равнине и вертикальной пояса в горных областях. Хотя естественная растительность и сохранилась на 18500000. Га (30% территории), она претерпела значительные изменения под влиянием хозяйственной деятельности человека. Так, на Полесье в нарушенных дубово-сосновых лесах древостой состоит зачастую только из сосны, березы и осины. На местах вырубленных лесов образовались сухопутные луга.

Луки Лесостепи, разнотравно-типчаково-ковыльные и полынно-злаковые степи Степи, поймы рек преимущественно распаханы, массивы Нижнеднепровских песков почти потеряли растительность, в результате чего возникли условия для интенсивного разрушения их водой и ветром.

На новых агроландшафтах, образовавшиеся необходимо рационально вести хозяйство, учитывая почвозащитную и стокорегулювальну способность выращиваемых культур в земледельческих районах страны.

Характеризуя эрозионную угрозу агрофонов, Г. И. Швебс по значению коэффициентов смыва разместил их в такой ряд: пропашные культуры (0,20), однолетние травы (0,10), многолетние травы (0,05). Стокорегулювальна роль агрофонов также различна (табл. 36).

Почвозащитное земледелие как система, сформированная природными (ландшафтными) элементами, должна учитывать и использовать почвозащитную и стокоре-гулювальну роль растительности. Биологические меры защиты почв органически связаны с противоэрозионной организацией территории и включают: облесение, полезащитные сто-корегулювальни лесополосы, коренное и поверхностное улучшение пастбищ, почвозащитные севообороты, насыщенные озимыми и многолетними травами, полосные, промежуточные, буферные и кулисные посевы, залуговани водостоки и виположени овраги.

Таблица 36

Стокорегулювальна роль растительности (В. Д. Иванов, 1983)

Почвы. Почвенный покров Украины разнообразен. Согласно материалам их исследования, на территории страны выделено около 650 разновидностей почв. Такое разнообразие обусловлено как изменчивостью биоклиматического потенциала, так и видами грунтотворних пород, рельефом и другими факторами.

На территории Украины четко прослеживаются три почвенно-климатические пояса: борется-ный (умеренно холодный), охватывающий Украинское Полесье, суббореальный (умеренный), охватывающий Лесостепь и Степь и субтропический, который занимает небольшую территорию Южного берега Крыма.

Пояса и биоклиматические области разделены на Грута зоны, подзоны, провинции и подпровинции, генетически обусловленные физико-географическими (ландшафтными) параметрами. Поэтому почвенный покров страны строго зональный, а его типы связаны с ландшафтными типами местности.

На Полесье значительное разнообразие грунтотворних пород, их гранулометрический и минералогический состав, достаточно пестрый мезо и микрорельеф, а также положительный баланс влаги и тепла обусловили сложный, комплексный почвенный покров с высокой степенью дифференциации выделений (средний размер почвенных контуров 20-50 га). Самые распространенные (около 60% площади зоны) дерново-слабо- и середньопидзолисти почвы преимущественно легкого гранулометрического состава. В поймах рек и слабостич ных понижениях образовались луговые и дерновые почвы (около 20%). До 10% площади занимают торфоболотных почвы и торфовикы. Небольшие площади (1,5-2%) составляют серые и светло-серые лесные почвы.

Легкий гранулометрический состав, а также сравнительно незначительное количество гумуса (0,7-3,0%) в почвах Полесья обусловили их слабую агрегативнисть и низкую устойчивость против эрозионных процессов. Показатель разрушения почвозащитных агрегатов (более 1 мм), как правило, составляет 45-80% и выше, что соответствует средней и сильной склонности против ветровой эрозии.

Дефляция почв здесь происходит довольно часто в весенний период. Прежде всего эродируют осушенные торфовикы и почвы легкого гранулометрического состава.

Почвенные частицы переносятся при сравнительно малых скоростях ветра (6-8 м / с на высоте флюгера). Интенсивность отчуждения достигает 1,2-2 т / га / час.

Водная эрозия на Полесье вызвана как стоком талых вод, так и ливнями. Энергия последних достигает 500-700 дж / м ^{2, что при высокой склонности почв (коэффициент эро-дованости 8-15) часто наносит ощутимый вред.} Так, во время типичных для зоны слив из посевов сахарной свеклы выносится до 20-25 т / га почвы, с вспаханных зяби полей и посевов яровых колосовых на ранней стадии развития - 13-15, с полностью развитых зерновых и стерневой культур (высота 15 -20 см) - 0,9-1,3 т / га.

В Лесостепи почвенный покров также достаточно сложный и представлен в основном четырьмя основными группами почв: черноземы типичные и глубокие оподзоленные, реградированные и галогенные (солонцеватые и солончаковые). Доминирующей грунтотворних породой зоны является лессовидных суглинки.

Гранулометрич состав плакорах на севере Лесостепи легкосуглинковых, в центральных районах - середньосуглинкових, на юге - важкосуглинковий и легкосу-Глинков. Содержание гумуса - от 0,8 до 5-6%.

Галогенные почвы встречаются преимущественно на левобережье зоны, образовались они на пониженных слабодренированных территориях, почти не эродируют. Реградированные почвы (в основном темно-серые лесные и черноземы) характеризуются вторичным закарбоначуванням нижних генетических горизонтов и иногда более высоким содержанием гумуса и несколько лучше физическими свойствами. Оподзоленные почвы (на Правобережье - в основном темно-серые лесные и черноземы) охватывают праве эродированы берега рек.

Черноземы типичные - самая распространенная группа почв - доминируют на Левобережье и занимают большие участки на Волынской, Подольской и Приднепровской возвышенностях в правобережной части зоны.

В северной и центральной частях Лесостепи витроерозийни процессы оказываются локально, весной, на повышенных элементах рельефа. Ими охвачены преимущественно рассеяны почвы под посевами сахарной свеклы и кукурузы, вследствие чего иногда гибнут растения. Количество дней с пыльными бурями здесь составляет 1-8. Интенсивность отчуждения почвы может достичь 1-1,5 т / га / час.

В южных районах, прилегающих к Степи, ветровая эрозия - частое явление (115 дней). Интенсивность отчуждения достигает 2,5 т / га / час.

Значительно больший вред почвенном покрова в Лесостепи наносит водная эрозия, вызванная стоком талых вод и ливнями. Энергия ливней - до 1500 Дж / м ^2. Коэффициенты эродированности колеблются от 1-1,4 (черноземы типичные средне- и малогумусови важкосуглинкового гранулометрического состава - эталонные почвы) до 8-10 (черноземы оподзоленные малогумусный легкосуглинистая). На последних интенсивность отчуждения почвы может достичь 19-30 т / га при одной ливни.

В Степи преобладают черноземы и каштановые почвы. Причем здесь существует четкая закономерность изменения почвенного покрова в соответствии с повышением засушливости климата. Основной грунтотворних породой на плакорах является лесы и лессовидных суглинки.

На севере зоны сформировались различной глубины черноземы, преимущественно тяжело- и легкосуглинковых гранулометрического состава. В Южной Степи распространены черноземы южные, темно-каштановые и каштановые почвы.

В Северной Степи выделяется Донецкий кряж с черноземами и дерновыми почвами на элювии различных плотных пород. По новой номенклатуре дерновые почвы называются черноземами короткопрофильнимы, поскольку их строение подобная строения черноземов на лессовых породах, но с более короткими генетическими горизонтами.

Геоструктурного строение Степи неоднородна. Южная ее часть расположена на Причерноморской низменности. На севере выделяются Центральномолдавська, Подольская, Приднестровская возвышенности, а также Донецкий кряж.

Такое строение рельефа и характер атмосферных процессов обусловливают не только зональную, но и провинциальную специфику эрозионных процессов. Всего в Степи эродированных более 11 млн. Га, в том числе более чем 5 млн. Га подвергаются ветровой эрозии.

На территории Донецкого кряжа, Приазовской возвышенности и прилегающих к ним районов развитые ветровая, водная эрозия, на Причерноморской низменности преобладают витроерозийни процессы, в западных районах - ветровая и водная эрозия с преобладанием последней.

Водная эрозия вызывается в основном ливневыми осадками, значительно меньше - стоком талых вод. Энергия слив - 500-600 Дж / м ^2. Коэффициенты эродированности почв - 1,4-4,5. Смыв почвы в зависимости от состояния их поверхности и свойств за одну слива составляет 1,5-3,5 т / га, при интенсивных ливней может достичь 50-80 т / га.

Наиболее устойчивы к эрозии черноземы обычные малогумусные средне-важкосуг-линк и легкосуглинистая (коэффициенты эродированности 1,1-1,5) с проективным покрытием растительностью или ее остатками более 70%. Менее устойчивые грунты, которые подверглись эрозии или деградировали в результате хозяйственного использования. Коэффициенты Ероде-ности в них повышаются до 2,9-4,5.

Витроерозийни процессы происходят в основном в зимне-весенний период. За последние 40 лет пыльные бури различной интенсивности зафиксированы более 21 раз, а локально ветровая эрозия проявляется ежегодно.

Наиболее подвержены ветровой эрозии почвы легкого и среднего гранулометрического состава, а также те, которые не раз еродувалы и рассеяны под влиянием обработки и изменений влажности и температур.

Интенсивность выдувания почвенного материала достигает 2,5-3,5, а иногда и 5 т / га / час. Дней с пыльными бурями - от 5 до 25, общая продолжительность бури - 5-80 ч.

Хозяйственная деятельность человека. Сейчас хозяйственная, особенно земледельческая, деятельность людей полностью определяет развитие и интенсивность эрозионных процессов. Эрозия всегда была спутником нерационального земледелия, а также животноводства.

Хозяйственная деятельность человека сказалась на развитии эрозионных процессов в Украине. Вследствие неправильного использования земли образовались овраги, которые очень дренируют местность и меняют растительность, что приводит к ухудшению ее почвозащитных свойств и усиливает эрозионные процессы.

М. М. Заславский четко сформулировал вопрос о природные факторы как условия возникновения и развития эрозии почв и о хозяйственной деятельности людей как единственную причину современной эрозии. При этом внедрение систем почвозащитного земледелия включает возможность проявления вредных разрушительных процессов.

Сельскохозяйственной наукой разработан комплекс мер по защите и восстановлению плодородия эродированных почв, которые необходимо дифференцированно применять в различных почвенно-климатических зонах Украины.