Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Оценка и прогноз качества земель

Ветровая эрозия

Разработка научно обоснованной стратегии проектирования противоэрозионных упорядоченных агроландшафтов, которые способны снизить потери почвы от ветровой эрозии в безопасной нормы, должна строиться на основании общей концепции конструирования агроландшафтов с обязательным учетом климатических, геологических и почвенных условий природных ландшафтов. Для достижения этой цели необходимо применить концептуальные модели противоэрозионные упорядоченных агроландшафтов, разработанные для каждого класса интенсивности ветровой эрозии.

Районирования равнинной территории Украины по интенсивности ветровой эрозии проводилось на основе модели ветровой эрозии, которая была разработана специалистами ННЦ "ИГ им. А.Н. Соколовского" НААН Украины для условий Лесостепи и Полесья с учетом генезиса почв, их физических и физико-химических свойств. Расчеты проводились по средневзвешенным величинами основных показателей для каждого Почвенного выделения на карте почв Украины масштаба 1: 750000. Показателями склонности почв ветровой эрозии является бугорчатость поверхностного слоя почвы,%; содержание почвенных частиц более 1 мм в диаметре и коэффициент разрушения агрегатов ( Ks ), который определяется по величине связности последних (S, %):

где:

Кs - коэффициент разрушения агрегатов;

S - величина связности,%.

На основе многолетних исследований было создан банк данных указанных показателей для основных почв Украины. Для степной зоны были использованы 10-летние материалы стационарных исследований на 85 фиксированных участках, расположенных в Северном, Южном и Сухом Степи. Определение величин связности проводилось методом ротационного сита Чепиль, основанный на разрушении почвенных частиц и искусственных грунтовых "блоков" (Шиятый Е.И., Лавровский А.В., 1971). Параллельно с определением грудкуватости и связности в каждой точке описывали грунтовые разрезы, определяли тип почвы и его основные физические, физико-химические и химические свойства. Использование этих данных позволило выявить зависимость колебаний связности (коэффициент разрушения агрегатов) от свойств почвы (Можейко А.А., Тимченко Д.О., Бураков, 1981). Для зональных почв степной зоны эта зависимость описывается уравнением:

где:

- Содержание песка (0,05-1,00 мм),%;

- Содержание ила (<0,001 мм),%;

- Содержание карбонатов кальция,%.

Однако эта зависимость не действует для щелочно-Черноземном, луговых, черноземно-луговых песчаных, глинисто-песчаных, средне- и сильно почв. Для торфяно-болотных почв и торфяников четко проявилась зависимость между связностью агрегатов и содержанием углерода в трифосфатных вытяжке (С) при коэффициенте корреляции 0,839 ± 0,23:

Для минеральных почв Полесья зависимость связности от гранулометрического состава описывается следующим уравнением (коэффициент корреляции 0,725, коэффициент регрессии 0,569):

где:

- Содержание мелкого песка (0,25-0,05 мм),%;

- Содержание ила (<0,001 мм),%.

Почти с той же точностью устанавливается зависимость связности от содержания элементарных почвенных частиц - ЕГЧ (коэффициент корреляции - 0,732, регрессии - 0,536):

Для лесостепной зоны зависимость коэффициента разрушения от основных показателей почв выглядит так:

при ,

где:

- Содержание лабильного гумуса,%;

- Содержание СО2 карбонатов,%;

- Содержание ЕГЧ,%;

- Коэффициент агрегированности,%.

Зависимость грудкуватости от ЕГЧ такова:

при .

Таким образом, для каждой зоны определены присущие ей зависимости между величинами коэффициента разрушения агрегатов и основными свойствами почв.

Величины грудкуватости в витроерозийний период для полесских и лесостепных почв определялись непосредственно при грунтовых обследованиях, а для степной зоны - по зависимости грудкуватости весной от ее величины осенью по формуле:

где:

- Бугорчатость в эрозионноопасных весенний период,%;

- Бугорчатость осенью прошлого года,%;

а b - коэффициенты, которые зависят от конкретных условий (грунт, предыдущая культура, агрофон).

Основная модель ветровой эрозии разрабатывалась для степной зоны Украины на основе известной зависимости эродированности почвы от грудкуватости поверхности почвы и степени вкритости растительными остатками, разработанной Е.И. Шията с применением полевой аэродинамической установки ПАУ-2. На установке такого типа (ПАУ-3) в ННЦ "ИГ им. А.Н. Соколовского" были подвержены действию ветра основные почвы степной зоны, для которых получено показатели, зависящие от типа почвообразования, удельного веса грунта, наличия елювиально- илювиального процесса и его интенсивности. Такие же параметры для почв Полесья и Лесостепи были рассчитаны на основании их свойств.

Для расчетов интенсивности ветровой эрозии, кроме грунтовых показателей, также необходимые климатические показатели, такие, как средняя максимальная скорость ветра определенной обеспеченности во время пылевых бурь и продолжительность витроерозийних процессов. Последние устанавливались по многолетним данным метеорологических станций. Определялись дни с пылевыми бурями и количество часов проявления. Для Полесья таких данных нет. Поэтому определяли величины, при которых возможно проявление ветровой эрозии. За период с марта до конца сентября это количество дней с относительной влажностью воздуха менее 39% и ежемесячно количество часов в день, когда вероятны эрозионные процессы. Следует заметить, что ветровая эрозия на Полесье, как правило, возникает на полях с сухой поверхностью почвы и при отсутствии растительности.

Средние максимальные скорости ветра определены за тот же период (март - сентябрь), однако для Полесья выбраны дни, когда влажность воздуха была ниже указанную величину - 39%, а для лесостепной и степных зон только дни, когда отмеченные пыльные бури. Полученные материалы обрабатывались методом квантильного анализа для получения 20% -ной обеспеченности скорости ветра. Таким образом, с помощью перечисленных параметров проведено районирование Украины по интенсивности ветровой эрозии для основных фунтов на основе модели ветровой эрозии, которая имеет следующий вид:

где:

Эр - потенциально возможные потери почвы, т / га в год; а b - коэффициенты, которые зависят от генезиса, гранулометрического состава, физических и физико-химических свойств почвы;

k - бугорчатость поверхностного слоя почвы,%;

- Коэффициент разрушения агрегатов;

t - количество часов проявлением ветровой эрозии в год;

- Средняя максимальная скорость ветра конкретного района, м / с;

- Базовая скорость ветрового потока в аэродинамической трубе, м / с;

0,1 - перечисление с г / м 2 в минуту на т / га в год.

Прогноз рассчитан на максимальные скорости ветра во время пылевых бурь 20% -ной обеспеченности.

На основании выше указанного критериям оценки ветровой эрозии отнесены:

1) Среднегодовая продолжительность пылевых бурь.

2) Средние максимальные скорости ветра 20% -ной обеспеченности при пылевых бурь.

3) Интенсивность ветровой эрозии на равнинной территории Украины на основе карты фунтов Украины М 1: 750 000.

4) Нормирование интенсивности ветровой эрозии для основных фунтов равнинной территории Украины.

5) Интенсивность засух и их распространения на территории Украины при 25% -ной обеспеченности для вегетационного периода в целом, весеннего, летнего и осеннего периодов.

6) Периодичность процессов ветровой эрозии и определения многолетней нормы эрозии с учетом периодичности.

Таблица 4.9

Интенсивность ветровой эрозии для основных типов почв равнинной территории Украины

почвы

Норма эрозии, т / га в год

Классы интенсивности эрозии

1

2

3

4

5

6

отсутствует

слабая

средняя

сильная

очень

сильная

катастрофическая

1

2

3

4

5

6

7

8

Дерново-подзолистые, дерновые и оглеенные их виды, песчаные и супесчаные

1,5

1-1,5

1,5-15

15-45

45-150

150-450

> 450

Оподзоленные почвы, оглеенные и реградированные их виды

3,0

1-3

3-30

30-90

90-300

300-900

> 900

Черноземы типичные всех видов

4,0

1-4

4-40

40-120

120-400

400-1200

> 1200

Черноземы обычные всех видов, черноземы на плотных глинах

3,0

1-3

3-30

30-90

90-300

300-900

> 900

Черноземы южные всех видов, черноземы глинисто-песчаные, черноземы солонцеватые на нелесових породах

2,5

1-2,5

2,5-25

25-75

75-250

250-750

> 750

Темно-каштановые, каштановые солонцеватые, лугово-каштановые солонцеватые, оглеенные солонцеватые и осолоделые почвы дел, солонцы и солончаки

2,0

1-2

2-20

.20-60

60-200

200-600

> 600

Черноземы и дерновые щебнистыми почвы на элювии плотных не- карбонатных и карбонатных пород

2,0

1-2

2-20

20-60

60-200

200-600

> 600

Лугово-черноземные, луговые и чорноземно- луговые почвы всех видов на лессовых, аллювиальных и делювиальных породах

4,0

1-4

4-40

40-120

120-140

400-1200

> 1200

Щелочно-болотные, болотные, торфово- болотные почвы и торфяники

2,0

1-2

2-20

20-60

60-200

200-600

> 600

Показатели диагностики ветровой эрозии:

1. Превышение потенциально возможных потерь почвы от ветровой эрозии над многолетней нормой эрозии, (т / га в год) (табл. 4.9) •,

2. Наличие переноса пыли во время пылевых бурь из других регионов;

3. Склонность к интенсивным и частых засух, которые обусловливают процессы опустынивания.

Таблица 4.10

Нормативы витроерозийних процессов и засух

Степень развития ветро- 1 эрозионных процессов

Превышение потерь грунта над нормой эрозии (раз)

периодичность

засух,

снижение ГТК, перенос пыли

противоэрозионные мероприятия

Нормальный (благоприятный)

в 1-20

-

Обычные или почвозащитные технологии.

удовлетворительное

в 20-30

Перенос пыли из других регионов

Минимальны, до "нулевых", технологии обработки почвы. Нужны инженерные расчеты потерь грунта. Расстояния между основными лесными не больше 15-20- кратной высоты насаждений

перед кризисный

в 30-50

Перенос пыли с, других регионов

Почвозащитные системы обработки грунта. Инженерные расчеты потерь фунту и расчеты оптимальных расстояний между основными лиоосмугамы.

кризисное

в 50-100

Перенос пыли, засухи и раз в 1,5- 3,5 года, ГТК- 0,2-0,3

Минимальные системы почвозащитных обработок. Обязательные расчеты потерь фунту и оптимальных расстояний между лесными. Необходимые изменения в соотношении основных угодий, умеренное увлажнение при орошении

катастрофический

> 100

засухи

1 раз в 1,5-2 года. ГТК-0,2-0,3

Необходимые изменения в соотношении площадей основных угодий. Специальные мелиорации и радикальные изменения системы хозяйствования, меры против осолонцевания, засоление фунтов и опустынивания.

Нормирование параметров ветровой эрозии проводят по следующим показателям:

1. Превышение потерь почвы над многолетней нормой эрозии (раз)

2. Периодичность засух;

3. Снижение гидротермического коэффициента;

4. Перенос пыли.

Нормирование витроерозийних процессов приведены в табл. 4.10 , где также дан перечень мероприятий по улучшению ситуации.

Для определения критериев оценки интенсивности ветровой эрозии используются различные источники информации. Продолжительность пылевых бурь определяется по данным метеослужбы, по которым устанавливается продолжительность (в часах) каждой пылевой бури за 20-40 лет и рассчитывается ее среднегодовая величина. Средние максимальные скорости ветра 20% обеспеченности, за 20-40-летними данным метеослужбы, за те дни, когда происходили пыльные бури, определяются также максимальные скорости ветра. Для определения периодичности ветровой эрозии по каждой метеостанции количество повторений ветровой эрозии за каждый год и по годам 20-40-летнего периода делят на число лет в периоде. При этом, если пыльные бури проявляются ежедневно, то это определяется как одна буря, а если с перерывами - как разные. Интенсивность засух и их повторяемость, а также гидротермический коэффициент Селянинову (ГТК) для необходимого периода вегетации устанавливают по данным метеослужбы (для 25% -ной обеспеченности) (архивы ННЦ "ИГ им. А.Н. Соколовского»).

Для всех перечисленных критериев на картосхемы наносят расположения метеостанций, у них записывается необходим показатель и методом интерполяции проводятся изолинии, которые ограничивают регионы, имеющие одинаковую величину показателя. При районировании интенсивной ветровой эрозии пользуются принципом преобладания на территории определенного класса интенсивности ветровой эрозии. Поэтому почти в каждом из выделенных районов присутствуют земли, относящиеся к другим классам, а для многих районов Полесья благодаря пестроте почвенного покрова пришлось выделить целый регион, где превышение расчетных потерь почвы колеблется от 0 до 100 и более раз.

Повторяемость и интенсивность засух играют значительную роль в возникновении кризисных ситуаций. Они резко ухудшают состояние увлажнения ландшафтов, вызывают нестабильность, приводят к коренным изменениям почвенного покрова, условий произрастания растений.

В среднем, за последние 20 лет засухи повторялись при 25% -ной их обеспеченности 1 раз в 5 и более лет в Западной и Правобережной Полесье со снижением величин ГТК по сравнению со средними данными за этот период на 0,3 единицы. В Правобережной и Северной Лесостепи, Левобережном Полесье они возникали 1 раз в 3-5 лет с такой же интенсивностью. На остальной территории Лесостепи и Северной Степи - 1 раз в 2,5-3,5 года со снижением ГТК в среднем на 0,2 единицы. Южный Степь, кроме Заднистровськои части, и полоса центральной части Крымского Степи характеризуются повторяемостью и раз в 2-2,5 года с таким же снижением величин ГТК. Наиболее частые засухи возникают в присивашских зоне и прилегающем побережье Черного и Азовского морей (1 раз в 1,5-2 года со снижением ГТК до 0,3-0,4), что приводит к опустыниванию.

Существует четко выраженная динамика засух в пределах вегетационного периода. Весной в Западной и Правобережной Полесье они почти совсем отсутствуют. В Левобережном Полесье они возникают один раз в 2,5-5 лет (только в западных районах Черниговского Полесья). В Правобережной Лесостепи засухи в этот период возникают только в юго-восточных районах Киевской области и Черкащины. В Левобережной Лесостепи - в западных районах Полтавской области со снижением ГТК на 0,1-0,3 единицы по сравнению со среднегодовыми, но с повторяемостью 1 раз в 2,5-3,5 года. Правобережный и Левобережный Северный Степь характеризуется такой же повторяемостью и очень слабой интенсивностью (снижение ГТК на 0,1 единицы). На Приазовской возвышенности в это время ГТК повышается на 0,2-0,3 единицы против среднегодового. Наиболее частые и интенсивные засухи в этот период наблюдаются на водоразделе рек Днепра и Молочная по линии Каланчак-Берислав-Запорожье-Мелитополь- Геническ, в Крыму - в Красноперекопском и Джанкойском районах. В июне-июле интенсивность и распространенность засухи возрастает. Во всем Полесье, Правобережной и Северной части

Левобережной Лесостепи засухи повторяются 1 раз в 2,5-3 года. ГТК снижается на 0,3-0,6 единиц от среднегодового. На большей части Лесостепи и Северной Степи засухи повторяются И раз в 2,5-3,5 года с понижением ГТК на 0,2-0,4 единицы. Южный Степь и Крым испытывают засух каждые 2,5 года со снижением ГТК до 0,2-0,3, что характерно для пустынь и полупустынь, а в наиболее сухих районах Причерноморья засухи бывают даже ежегодно. В августе-сентябре, когда влага так необходима для следующего урожая, интенсивность засух еще более возрастает. В Полесье засухи повторяются один раз в 3-5 лет, в Лесостепи - в 2,5-3,5 года, в Степи - 2,5-3,5 года, а в сухой части - 1,5-2 года. Наибольшее снижение ГТК в Крыму достигает 0,25, что характеризует опустынивания.

Наиболее интенсивное переувлажненный и с частым повторением (1 раз в 2,5 года) проявляется в Полесье, а также в Правобережной Лесостепи с превышением ГТК над среднегодовыми величинами на 0,5-0,7. Лесостепь испытывает переувлажненных 1 раз в 2,5-3,5 года с интенсивностью 0,2-0,3 ГТК. В Причерноморской полосе, Присивашье и западном Приазовье повторяемость переувлажнение наименьшая - 1 раз в 5-7 лет при интенсивности 0,2-0,3 ГТК. Таким образом, переувлажнение как негативный фактор преимущественно возникает в северных и северо-западных районах, но действие его вызывает негативные явления (мочароутворення, водная эрозия и т.п.) на всей территории Украины.

В аспекте ветровой эрозии почти вся лесостепная зона и Северный Степь, кроме восточной части Левобережья, характеризуются благоприятным состоянием, где эрозия может быть снижена только агротехническими мероприятиями, созданием системы лесополос.

Удовлетворительным состоянием характеризуются "Малый Лесостепь" и лессовые острова Правобережного и Левобережного Полесья и отдельные районы Левобережной Степи, подвергшиеся интенсивным засухам. Необходимые почвозащитные технологии. Лесополосы выполняют основную роль в снижении интенсивности эрозии - оптимальные расстояния между ними не более 15-20-кратной высоты насаждений.

Предкризисным состоянием характеризуются Львовский и предгорный лесостепь, север Левобережного Полесья, некоторые районы Донбасса и Присивашья. Кризисным состоянием характеризуются Каменка-Бугский район Львовской области, на севере Черниговщины и Сумщины. В Степи - юг Херсонской, центр Запорожской, юго-запад Донецкой и Луганской областей находятся в зоне транзита пылевого потока.

В катастрофическом состоянии - северные районы Западной и Правобережной Полесье (Шацкий, Заречанский, Сарненский и Чернобыльский), а также группа районов Южной Степи и Донбасса.

На побережье Черного моря, Сиваша и на западе побережья Азовского моря интенсивно идут процессы опустынивания, которые отмечаются резким ухудшением плодородия почв, изменением природных растительных ассоциаций.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее