Эрозия почв в Центрально-черноземной области, экологические последствия и пути их решения

ФГОУ ВПО БелГСХА

кафедра экологии и радиобиологии

Курсовая работа

тема: Эрозия почв в Центрально-чернозёмной области, экологические последствия и пути их решения

Содержание

Введение

I. Литературный обзор

1.1 Факторы водной и ветровой эрозии

1.2 Факторы ирригационной эрозии

II. Характер современных эрозионных процессов

2.1 Интенсивность эрозии почв в период снеготаяния и выпадения дождей

2.2 Дефляция почв

2.3 Ирригационная эрозия

III. Распространение эрозии в Центрально-чернозёмной области

IV. Экологические последствия эрозии почв

4.1 Снижение почвенного плодородия

4.2 Влияние эрозии на водные ресурсы

4.3 Экологические последствия дефляции почв

4.4 Экологические последствия ирригационной эрозии

V. Меры борьбы с эрозией почв

5.1 Борьба с эрозией почв в период снеготаяния и выпадения ливней

5.2 Борьба с дефляцией почв

5.3 Способы предотвращения ирригационной эрозии

Заключение

Литература

Введение

Проблема охраны почв от эрозии становится все более актуальной. Это связано, во-первых, с осознанием выдающейся роли почвы в жизни биосферы, во-вторых, с признанием того факта, что почвенный покров ЦЧО находится сейчас в критическом состоянии. Действительно, к настоящему времени убедительно показано, что почва является не только основным средством сельскохозяйственного производства, но и важнейшим компонентом наземных биогеоценозов, мощным аккумулятором энергии на Земле, регулятором состава атмосферы и гидросферы, надежным барьером на пути миграции загрязняющих веществ. Приходится, однако, констатировать, что этот незаменимый компонент биосферы претерпевает значительную деградацию. Из всех ее видов наиболее масштабной и вредоносной является эрозия почв.

Слово «эрозия» имеет иностранное происхождение и означает разъедание. Понятие «эрозия» многозначно, оно используется в почвоведении, геологии, медицине, технике и т. д. В почвоведении это понятие также многозначно, встречаются термины: эрозия структуры почв, военная эрозия, химическая эрозия, водная и ветровая эрозия. Под эрозией почвы понимается совокупность взаимосвязанных процессов отрыва, переноса и отложения почвы поверхностным стоком временных водных потоков и ветром.

Водная эрозия происходит под влиянием стока дождевых, талых, поливных и сбросных вод. Эрозия берегов морей, рек, озёр и водохранилищ сюда не входит. Поскольку в этих случаях потоки воды имеют постоянный, а не временный характер. Присутствие слова «поверхность» в определении эрозии почвы позволяет отделить её от суффозии.

Ветровую эрозию почвы часто называют дефляцией почвы. Слово «дефляция» также иностранного происхождения. Использование термина «дефляция почвы» вместо термина «ветровая эрозии почвы» оправдывает себя с точки зрения удобства словообразования: производные термины «противодефляционная стойкость», «противодефляционные мероприятия», например, более удобны, чем « противоветроэрозионная стойкость» и «противоветроэрозионные мероприятия». Тогда соответствующими производными от термина «водная эрозия» будут «противоэрозионная стойкость», «противоэрозионные мероприятия», а производными от «эрозии почв» - «противоэрозионная и противодефлияционная стойкость», «противоэрозионные и противодефляционные мероприятия» и т. д. Однако ветровая эрозия почвы не исчерпывается дефляцией, но включает перенос, измельчение и отложение почвенных частиц ветром с образованием эоловых наносов и погребённых почв.

Охрана почв от эрозии охватывает проблемы защиты почв как от водной, так и от ветровой эрозии, а также от совместного их проявления. Особенную остроту эта проблема приобрела в ЦЧО, природные условия и предельная земледельческая освоенность территории которой благоприятствуют развитию интенсивной эрозии.

I. Литературный обзор

1.1 Факторы водной и ветровой эрозии

Факторы водной эрозии

Климатические факторы

Непосредственное влияние на размах эрозионных процессов, оказывает суммарное количество осадков, их вид, продолжительность, интенсивность, а также время выпадения. Опосредственно на развитие эрозионных процессов влияют температура, влажность воздуха, а также скорость и продолжительность ветра.

Эрозия почвы во время дождя происходит при совместном воздействии потока воды и падающих капель. Капли дождя разрушают структуру почвы, создают в потоке добавочную турбулентность, повышающую её размывающую и транспортирующую способность, а также нагружают поток при всплесках оторванными частицами почвы. Капли дождя несут огромную энергию, однако большая часть её расходуется на уплотнение почвы и меньшая - на отрыв и перемещение частиц почвы. Удары капель дождя заставляют подниматься в воздух десятки тонн почвы на одном гектаре, но только часть её выносится потоками воды. Само по себе разбрызгивание почвы также может привести к некоторому преимущественному перемещению частиц с верхней части склона на нижнюю, если уклон достаточно выражен. Это связано с тем, что траектория движения частиц при всплесках вниз по склону длиннее, чем вверх.

Масштабы эрозии при снеготаянии определяются параметрами стока талых вод, которые обусловлены климатическими особенностями конкретной местности, водопроницаемостью мерзлой почвы и её противоэрозионной стойкостью.

Топографические факторы

Совокупность форм горизонтального и вертикального расчленения земной поверхности носит название рельеф. Рельеф слагается из положительных и отрицательных форм, ограниченных по сторонам различно ориентированными склонами. Рельеф суши не только определяет особенности формирования стока талых и дождевых вод и связанных с ним процессов эрозии и закономерности залегания несмытых, смытых и намытых почв, но и сам часто формируется под действием эрозии почв и горных пород.

В ЦЧО преобладает склоновый рельеф местности (склоны занимают боее 72% площади, в том числе с крутизной более 3⁰ -- 30%) является главным природным фактором, обусловливающим интенсивное развитие эрозионных процессов. Лишь западные районы области отличаются относительно спокойным рельефом, и сельскохозяйственные угодья в них расположены преимущественно на пространствах с уклоном менее 2⁰. В центральных и северных районах основные площади сельскохозяйственных угодий расположены на склонах крутизной 1-3⁰, в юго-восточных -- на склонах крутизной 2-5⁰ и более.

Вся территория ЦЧО изрезана сетью речных долин, балок и оврагов. Густота овражно-балочной сети в целом по области составляет 1,3 км/км². В среднем на 1 хозяйство приходится 74 действующих оврага, а в некоторых колхозах и совхозах юго-востока области число их достигает 100-150. Из 21800 действующих оврагов закреплено гидротехническими сооружениями менее половины.

Экспозиция склона также оказывает значительное влияние на интенсивность смыва почвы. При дождевой эрозии это влияние проявляется через разную увлажнённость склонов разной экспозиции и в связи с этим разную густоту растительного покрова, оказывающего, как будет показано ниже, сильное защитное влияние на почву. Это особенно хорошо проявляется в горных районах с недостаточным количеством осадков.

При эрозии в период весеннего снеготаяния закономерность влияния экспозиции склонов та же, однако основой причиной этого является неравномерность распределения снега на разных частях склонов разной экспозиции.

В условиях пересечённого рельефа снег аккумулируется на подветренном склоне, особенно в нижней его части и сдувается с наветренного. Вследствие этого при снеготаянии в первую очередь освобождаются от снега нижние части склонов южной экспозиции. Здесь почва оттаивает раньше и становится доступной для смыва потоками воды, поступающими сверху. Иная картина - на склонах северной экспозиции. Здесь в нижней части склона снега больше, чем в верхней. Потоки воды, поступающие на нижнюю часть склона, не оказывают столь разрушительного действия, как на склонах южной экспозиции, так как вода идёт под снегом по мерзлой почве. Скорость её мала, вследствие сопротивления снега движению воды, а сопротивляемость мерзлой почвы смыву - велика. Соответственно этому почвенный покров склонов южной и западной экспозиции более эродирован, чем северной экспозиции.

Биогенные факторы

Растения оказывают многообразное влияние на процессы эрозии. Мелкие корни скрепляют почвенные агрегаты, придают им водопрочность, создают прочные эластичные связи между ними. Растительность оказывает и косвенное влияние на противоэрозионную стойкость почв, изменяя гидрологический и биологический режимы почвы.

Эффективность растений в первую очередь зависит от мочковатости корневых систем. В соответствии с этим пропашные культуры, почти не способствуют увеличению размывающей скорости. Зернобобовые увеличивают ее примерно в 1,2 раза, зерновые -- в 1,3, бобовые без злаков -- в 1,7, злаково-бобовая смесь -- в 2,2, луговые растения -- в 3 раза.

Значительное влияние на процессы эрозии оказывает также надземная часть растений. Листья и стебли растений, особенно древесных, задерживают часть осадков. Кроны деревьев в хвойных лесах задерживают до 53% осадков, выпадающих за год. В летние месяцы кроны могут задержать до 20-30% дождевых осадков. Несколько миллиметров осадков задерживают лесная подстилка и мох. Луговая растительность может задержать до 1,2 мм осадков.

Хорошо развитый растительный покров предохраняет почву от ударов дождевых капель, увеличивает водопроницаемость почвы, создает высокую шероховатость поверхности, снижающую скорость склонового стока. Под хорошо развитыми травами смыв почвы может сократиться в десятки и сотни раз.

Наибольшее положительное влияние сельскохозяйственных культур на противоэрозионную стойкость почв наблюдается в период их максимального развития -- в конце лета -- начала осени. К этому же времени происходит уплотнение почвы, поэтому противоэрозионная стойкость почв в указанный период оказывается максиальной (Кузнецов М.С., Глазунов Г.П., 1996г.).

Факторы ветровой эрозии почв

Климатические факторы

Атмосферные осадки, увлажняя почву, увеличивают межагрегатное сцепление и, следовательно, ее противодефляционную стойкость. Кроме того, атмосферные осадки и колебания температуры оказывают значительное механическое воздействие на структуру почв. Результаты этого воздействия зависят не только от его особенностей (размера капель, интенсивности и продолжительности дождя, количества циклов увлажнения-иссушения или замерзания-оттаивания), но и от свойств почвы. С количественной стороны влияние попеременного увлажнения почвы дождем и иссушения ветром на ее противодефляционную стойкость изучено недостаточно.

Увлажнение почвы атмосферными осадками увеличивает ее противодефляционную стойкость и, как правило, снижает вероятность проявления ветровой эрозии. В то же время оно не может обеспечить защиту почвы от выдувания в течение длительного времени. При достаточно сильном и сухом ветре противодефляционная стойкость почвы в результате иссушения довольно быстро уменьшается до величины, достаточной для возникновения ветровой эрозии.

Огромное влияние на противодефляционную стойкость почвы оказывает также температурный режим. Чередование положительных и отрицательных температур в течение суток сопровождается попеременным промерзанием и оттаиванием поверхностного слоя почвы. Если эти явления продолжаются достаточно долго, а почва при этом находится во влажном состоянии, то происходит существенное уменьшение ее противодефляционной стойкости.

Наиболее существенным в отношении ветровой эрозии почв является опосредованное влияние атмосферной влаги и температурного режима через биологические факторы такие, как защитное действие растительности и структурообразующая роль живых организмов.

Топографические факторы

Рельеф оказывает сильнейшее влияние на характер изменения значений метеорологических величин и, следовательно, на размах и интенсивность процессов ветровой эрозии.

Взаимодействие элементов рельефа с воздушным потоком подчиняется законам аэромеханики. В соответствии с этими законами любые неровности на поверхности Земли оказывают тормозящее действие на поток. Поэтому скорость ветра на уровне почвенной поверхности на любых элементах рельефа всегда меньше скорости ветра в свободной атмосфере. В то же время элементы рельефа сильно различаются между собой по величине скорости ветра. В условиях равнинного пересеченного рельефа при одном и том же ветре в свободной атмосфере его скорость на уровне почвенной поверхности увеличивается при движении вверх по склону и уменьшается при движении вниз по склону. Это объясняется тем, что движение вверх по склону сопровождается уменьшением живого сечения воздушного потока, а движение вниз по склону -- увеличением живого сечения, а из положений аэромеханики следует, что уменьшение живого сечения потока при постоянном напоре сопровождается увеличением его скорости. Степень изменения скорости ветра при этом зависит от скорости в свободной атмосфере, от местоположения в рельефе и от формы рельефа.

Растительность

Растительность -- наиболее легко поддающийся воздействию человека фактор ветровой эрозии почв. Именно с растительностью связаны основные надежды в деле охраны почв от ветровой эрозии. Растительность оказывает влияние и на свойства почв и на свойства воздушного потока. При этом следует разграничивать влияние собственно растений и влияние технологии возделывания тех или иных сельскохозяйственных культур. Влияние собственно растений на ветровую эрозию весьма многообразно, но в большинстве случаев положительно. Влияние же технологии возделывания многих культур зачастую является отрицательным и должно анализироваться в ряду антропогенных факторов ветровой эрозии почв [4].

1.2 Факторы ирригационной эрозии

Влияние хозяйственной деятельности человека на процессы эрозии трудно переоценить. Действие этого фактора проявляется опосредованно, через другие факторы эрозии почв. В процессе хозяйственной деятельности человек коренным образом изменяет соотношение факторов почв, причем окончательный эффект этого воздействия часто бывает неблагоприятным, что сопровождается ускорением развития эрозии почв. Ускоренная эрозия почв в современных условиях чаще всего бывает следствием нерациональной хозяйственной деятельности. Ее причинами могут быть как отсутствие научно обоснованных рекомендаций по рациональной хозяйственной деятельности с учетом всех факторов эрозии почв, так и невыполнение имеющихся рекомендаций (Кауричев И.С., 1986 г.).

Необходимо отметить, что к настоящему времени разработан весьма обширный перечень противоэрозионных мероприятий, который непрерывно продолжает пополняться все новыми мероприятиями по охране почв от эрозии. Каждое из мероприятий направлено на регулирование одного или несколько факторов эрозии почв. Эффективность предлагаемых мероприятий чаще всего бывает достаточно хорошо изучена. Задача состоит в том, чтобы используя эти мероприятия, разработать зональные почвозащитные системы земледелия. Для скорейшего внедрения этих систем помимо прочего необходимы и количественные методы прогнозирования потерь почвы от эрозии в условиях почвозащитной системы земледелия с включением в нее комплекса противоэрозионных мероприятий. Надежные методы прогнозирования потерь почвы от эрозии позволяют существенно ускорить разработку почвозащитной системы земледелия поскольку они позволяют предварительно оценить эффективность различных противоэрозионных мероприятий аналитическим путем и, основываясь на оценке факторов эрозии почв в каждом конкретном случае, предложить оптимальные варианты почвозащитных систем земледелия для производственных испытаний [2].

Размах ирригационной эрозии, так же как и других видов эрозии, зависит от сочетания ряда изменяющихся в пространстве и времени факторов. Однако многие из них поддаются воздействию человека. К таким факторам относятся интенсивность искусственного дождя, размер и скорость падения капель, расход воды при поверхностных способах полива, уклон и форма склона, длина поливного участка, длительность полива, водопроницаемость и противоэрозионная стойкость почвы. Регулируя эти факторы, можно в известных пределах управлять процессами эрозии при поливах, добиваясь снижения потерь почвы до допустимого уровня. Например, основным фактором эрозии почв при поливе по бороздам является расход воды в поливную борозду. Он определяет скорость водного потока в ее головной части, а соотношение скорости водного потока и допустимой для данной почвы скорости обусловливает возникновение и развитие процесса ирригационной эрозии. Чем больше расход поливной воды, тем больше ее скорость, и тем больше вероятность возникновения смыва почвы. Влияние расхода воды на ирригационный смыв зависит также от уклона поливной борозды. Чем больше уклон, тем больше скорость движения воды и вероятность возникновения эрозии.

II. Характер современных эрозионных процессов

2.1 Интенсивность эрозии почв в период снеготаяния и выпадения дождей

Эрозия при снеготаянии отличается меньшей выраженностью, но большей продолжительностью, чем дождевая эрозия. Потери почвы от эрозии при снеготаянии составляют чаще всего несколько тонн с гектара.

Продолжительность процесса эрозии почвы при дождях гораздо меньше, чем при снеготаянии и измеряется минутами и часами, а количество смываемой почвы - больше. Оно может достигать десятков тонн на гектар. В этом случае количество смываемой почвы зависит не только от параметров водного потока, но и от параметров дождевых капель. Чем больше масса и скорость дождевой капли, тем больше её кинетическая энергия и тем большие разрушения она причиняет почве. При ударе капли о почву происходит разрушение самой капли и некоторого очень небольшого объёма почвы, а во временные водотоки и уносится ими. Таким образом, дождь способствует «нагружению» потоков твёрдой фазой. Кроме того, дождевые капли, попадая в поток, турбулизируют его и повышают его размывающую и транспортирующую способность.

Природные условия и особенности сельскохозяйственного использования почв ЦЧО способствовали развитию водной эрозии, которая затронула 53,6% всей площади земель. Среди смытых почв на долю слабосмытых приходится 2/3, а средне- и сильносмытых -- 1/3 площади.

2.2 Дефляция почв

ДЕФЛЯЦИЯ ( лат. Deflatio - выдувание, сдувание), ветровая эрозия - выдувание, обтачивание и шлифование горных пород и почв минеральными частицами, приносимыми ветром, а также перенос тонких продуктов выветривания горных пород (пыли, песка и т.п.).

Дефляция быть площадная или плоскостная, понижающая поверхность со скоростью до 3 см в год, и локализованная, приуроченная к дорогам и пухлым солончакам, или сорам (соровая дефляция), образующая сорово-дефляционные впадины. С дефляцией связано образование ребристых и сетчатых поверхностей (сотовое выветривание) в породах пестрого литологического состава. Рельеф так называемых аккумулятивных пустынь также наполовину обязан своим существованием дефляции, так как аккумулятивные песчаные формы возникают за счет песка, выдутого с какой-либо поверхности, на которой после выноса образуется углубление. В условиях ЦЧО широкое распространение получила плоскостная эрозия.

Дефляция почв зависит от скорости ветра, механического состава почвы и ее структурности, характера растительности и некоторых других факторов. Экспериментально установлено, что развевание почв легкого механического состава начинается при слабом ветре, имеющем скорость 3 -4 м/с. Тяжелосуглинистые почвы развеваются ветром со скоростью 6 м/с и больше. Оструктуренные почвы более устойчивы к дефляции, чем распыленные, причем устойчивость сильно возрастает у почвенных агрегатов размером от 1 мм и крупнее. Дефляционно-устойчивой считается почва, содержащая в верхнем горизонте более 60% агрегатов крупнее 1 мм.

Для защиты почв от дефляции успешно используются лесомелиоративные мероприятия. С этой целью создаются препятствия для движущихся воздушных масс в виде лесных полос и кулис из кустарников и высокостебельных растений. При размещении полос должны учитываться направления ветров, активно развевающих почву. Установлено, что 20 -30 -летние полосы защищают 30-40-кратную территорию. Среди агротехнических мероприятий, направленных на охрану почв от дефляции важное значение имеет безотвальная обработка почвы и сохранение стерни.

2.3 Ирригационная эрозия

Ирригационная эрозия, т. е. эрозия почвы при орошении, делится на подвиды в зависимости от способа орошения: эрозия при поливе напуском по бороздам, по полосам, по чекам; при дождевании.

Бороздковый полив применяют при орошении хлопчатника, кукурузы, томатов, сахарной свёклы. Ширина междурядий на посевах этих культур составляет 0,6-0,9 м, а ширина водного потока в поливной борозде - до 0,2 м. Потери почвы за один полив могут достигать 100 т/га. В пересчёте на единицу времени это гораздо больше, чем при дождевой эрозии или при эрозии во время снеготаяния. Объясняется это тем, что при поливе по бороздам количество воды, взаимодействующей с почвой в единицу времени, гораздо больше, чем при дождях или при снеготаянии.

Полив по полосам применяют при орошении трав и зерновых культур. Ширина полос измеряется единицами метров. Ширина водного потока при поливе по полосам равна ширине самих полос. Поэтому скорость таких потоков невелика и ирригационная эрозия выражена слабее, чем при поливе по бороздам.

При поливе по чекам ирригационная эрозия выражена ещё слабее. Объясняется это тем, что уклон чеков очень мал, малы и скорость водного потока и связанная с ней величина смыва почвы.

Дождевание - один из самых перспективных видов орошения. Его используют при орошении практически всех сельскохозяйственных культур. Этот вид орошения в настоящее время находит всё большее распространение. Поверхностный сток и эрозия почв при поливе дождеванием возникает в том случае, когда интенсивность дождевания начинает превышать интенсивность впитывания воды почвой. Эрозия почв при поливе дождеванием является наименее изученным подвидом ирригационной эрозии.

III. Распространение эрозии в ЦЧО

В ЦЧО эродированные земли составляют 53,6% всей площади, в том числе слабосмытые -- 34,6%, среднесмытые -- 12,6%, сильносмытые -- 5,6%, развеваемые почвы -- 0,9%.

Высокая эродированность присуща черноземам выщелоченным, типичным, обыкновенным (43-60%), серым (56%) и темно-серым (61%) лесостепным почвам. Кроме того 871,8 тыс. га земель относятся к категории овражно-балочных, среди которых смытые почвы составляют 78%.

Распространение эродированных почв в ЦЧО отличается некоторой неоднородностью. Наиболее пострадали от эрозии почвы восточных и юго-восточных районов. Лишь в западных районах площадь таких почв уменьшается до 27-40%. В остальных районах они занимают от 43 до 58%.

В современный период несмытые почвы сохранились на плато и приводораздельных склонах северной экспозиции крутизной до 3⁰. Средне- и сильносмытые почвы занимают склоны преимущественно южных экспозиций крутизной более 3^0.. На остальных пространствах чаще всего распространены слабосмытые почвы.

На основе материалов крупномасштабного обследования почв, карт уклонов местности, глубин местных базисов эрозии и горизонтального расчленения территории, особенностей почвенно-климатических условий, развития эрозионных процессов и направления сельскохозяйственного производства в ЦЧО выделяют 4 почвенно-эрозионных районов.

1. Западный эрозионный район слабого распространения смыва и слабой заовраженности. Он характеризуется относительно спокойным рельефом в структуре земель преобладают площади с крутизной склонов 0-2⁰ (50%) и 2-3⁰ (30%), а на долю склонов крутизной 3-5⁰ и более 5⁰ приходится по 10%; расчленность территории составляет 1,2 км/км², глубина местных базисов эрозии -- 105 м, площадь оврагов в % от общей площади -- 0,7. Площадь эродированных земель составляет 36%, в том числе средне- и сильносмытых -- лишь 8%.

2. Центральный эрозионный район среднего распространения смыва и средней заовраженности. Он характеризуется следующими показателями: площадь склонов крутизной 2-3⁰ -- 32%, 3-5⁰ -- 15% и более 5⁰ -- 11%; расчлененность территории -- 1,3 км/км², площадь оврагов -- 1%, глубина местных базисов эрозии -- 140 м. Площадь смытых почв составляет 50%, в том числе средне- и сильносмытых -- 16%.

3. Северо-восточный эрозионный район сильного распространения смыва и сильной заовраженности. Для данного района характерно повышение роли склонового типа местности. Территории с уклоном местности 0-2⁰ составляют лишь 33%, 2-3⁰ -- 32%, 3-5⁰ -- 20% и более 5⁰ -- 15%. глубина местных базисов эрозии достигает 150 м; расчлененность территории -- 1,4 км/км², площадь оврагов -- 1,1%. Площадь смытых почв составляет 60%, в том числе средне- и сильносмытых -- 22%.

4. Юго-восточный эрозионный район очень сильного распространения смыва почв и сильной заовраженности. Он характеризуется сложным эрозионным рельефом: пространства с уклоном 0-2⁰ занимают всего лишь 30%, с уклоном 2-3⁰ -- 29%, 3-5⁰ -- 21% и более 5⁰ -- 20%; расчлененность территории составляет 1,5 км/км², глубина местных базисов эрозии -- 136 м, площадь оврагов -- 1,2%. Здесь смытые почвы занимают 62% площади, в том числе средне- и сильносмытые -- 24% (Ахтырцев Б.П., 1984 г.).

IV. Экологические последствия эрозии почв

4.1 Снижение почвенного плодородия

В результате эрозии происходит ухудшение плодородия почв (поверхностная эрозия) или полное уничтожение почвы (линейная эрозия). В ЦЧО овраги и примыкающие к ним приовражные и межовражные участки выводят из интенсивного использования примерно 500 тыс. га плодородных земель. В отдельные годы отчуждение сельскохозяйственных угодий за счет роста оврагов составляет от 2 до 9 тыс. га (Муха В.Д., 2003 г.).

Снижение плодородия зависит от степени смытости почв и связано с постепенным удалением наиболее плодородного верхнего слоя и вовлечением в пахотный горизонт менее плодородных нижних горизонтов. При этом ухудшаются химический состав, свойства и режимы почв: снижается содержание и запас гумуса, а часто ухудшается и его качественный состав, снижаются запасы элементов питания и содержание их подвижных форм, ухудшаются физические и биологические свойства почв.

В смытых почвах ухудшаются структурное состояние и сложение, уменьшается пористость и увеличивается плотность, что приводит к снижению водопроницаемости, увелечению поверхностного стока, снижению влагоемкости и запасов доступной для растений влаги.

Смыв почвы резко влияет на производительную способность почв, т.к. уменьшение мощности гумусового горизонта на 1 см сопровождается потерей потенциальной продуктивности почв на 1 ц/га зерна, а потеря 10 т/га гумуса -- на 2 ц/га (Соловиченко В.Д., 1984 г.). Масштабы потерь гумуса, сокращения гумусового горизонта, разрушения энергитического потенциала ЦЧО за счет эрозии достигли значительных размеров.

4.2 Влияние эрозии на водные ресурсы

В результате эрозии теряется огромное количество воды, ухудшается ее качество. Весной в лесостепной зоне из-за эрозионных процессов с пашни уходит до 28,1 км воды, что соизмеримо с годовым стоком воды в р. Дон (29,1 км в год). Это резервы влаги, которые необходимо использовать в земледелии, тем более что именно недостаток влаги лимитирует получение высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур.

Около 30% грунта, смываемого с пашни и выносимого из оврагов, поступает непосредственно в речную сеть. За счет этого происходит обмеление средних и омирание малых рек и ручьев, затухание родников. В бассейне Верхнего Дона сокращение суммарной протяженности рек составляет 0,2% в год, а на Среднем Дону 0,4-0,45%. большинство ручьев и малых рек, глубина которых менее 1 м, полностью заилились или существенно обмелели, а их поймы перешли в стадию заболачивания.

4.3 Экологические последствия дефляции почв

Ущерб, причиняемый народному хозяйству ветровой эрозией почв, весьма разнообразен уменьшается плодородие почвы, что связано с уменьшением мощности гумусового горизонта в результате его сдувания. Гибнут в результате выдувания и засыпания почвой посевы сельскохозяйственных культур. Даже если интенсивность ветровой эрозии почв невелика, наблюдается уменьшение урожайности сельскохозяйственных культур в результате засекания их скачущими почвенными частицами. Часто по причине засыпания гибнут и полезащитные лесные полосы.

При сильных пыльных бурях затрудняется работа промышленных предприятий и транспорта, засыпаются каналы. В пустынных районах выдувание почв и грунтов, чаще всего легкого гранулометрического состава, из-под опор нарушает работу линий электропередачи, нефте- и газопроводов. Ветровая эрозия почв наносит большой ущерб авиации -- высокое содержание пыли в атмосфере в окрестностях аэродромов приводит к преждевременному износу двигателей. Увеличение запыленности воздуха отрицательно сказывается и на здоровье людей.

4.4 Экологические последствия ирригационной эрозии

При стоке воды и смыве почвы с пашни отчуждается от 10 до 30% вносимых удобрений и пестицидов, и они не только безвозвратно теряются, но и оказывают огромное негативное влияние на экологическое состояние территории, особенно на качество воды в реках, прудах и водохранилищах.

Особое значение имеет эрозия почв в минрации радионуклидов. Радиоактивные изотопы, например Цезий-137, прочно сорбируются почвой и перемещаются вместе с ней, в результате чего при смыве происходит территориальное перераспределение радионуклидов, сосредоточенных, главным образом, в пахотном горизонте. Развитие ирригационной эрозии почв на загрязненной территории может вызвать образование новых очагов радиоактивности в местах аккумуляции смытой почвы с повышенным содержанием радионуклидов. Аналогичным путем образуются очаги вторичного загрязнения почв некоторыми гербицидами, а также засоления.

V. Меры борьбы с эрозией почв

5.1 Борьба с эрозией почв в период снеготаяния и выпадения ливней

Большой эффект в борьбе с эрозией дает полосное уплотнение снега, особенно при проведении его в период оттепелей. Оно способствует накоплению дополнительного количества снега на уплотненных полосах, растягивает период снеготаяния и, следовательно, уменьшает его среднюю интенсивность. Кроме того уплотненные снежные полосы уменьшают скорость стекания воды и задерживают смытую с проталин почву. Для полосного уплотнения снега используют тяжелые водоналивные катки, заполняя их сухим песком или 35-40% раствором калийной соли. Ширина полос 3-4,5 м, расстояние между ними зависит от крутизны склона и мощности снежного покрова; обычно оно составляет 5-8 м.

Регулировать снеготаяние можно также путем полосного обнажения почвы или зачернения снега золой, торфом, почвой полосами шириной 2-3 м с расстоянием между ними 5-15 м. На зачерненных полосах проталины образуются быстрее, а снег сходит на несколько дней раньше, чем с незачерненных. При этом запасы влаги в почве увеличиваются на 10-15 мм, смыв почвы уменьшается, в среднем, на 2т/га, а урожайность зерновых повышается на 1-3 ц/га.

Увелечение глубины обработки почвы приводит к повышению водопроницаемости почвы и, соответственно, к уменьшению стока воды и смыва почвы. Вспашка на глубину 20-22 см считается нормальной, а на 25-27 см и глубже -- глубокой. При зяблевой обработке почвы углубление пахотного слоя на 1 см приводит к уменьшению стока на 0,8-4 мм.

Глубокая вспашка весьма эффективное, но энергоемкое мероприятие. Поэтому такую вспашку можно проводить через 2-3 года, чередуя ее с обычной вспашкой. Кроме того, в целях экономии средств вместо сплошной глубокой обработки рекомендуется обычная вспашка с последующим глубоким рыхлением полосами. Использование этого приема сокращает смыв почвы в 1,5-2,5 раза и увеличивает урожайность зерновых на 4-16%.

5.2 Борьба с дефляцией почв

В комплексе мероприятий по предотвращению ветровой эрозии предусматривают защиту полевого участка от действия ветра, охрану почвенного покрова от иссушения, так как влажная почва более прочна и не поддается дефляции. Развитию ветровой эрозии препятствуют леса и лесные полосы, способствующие снижению силы и скорости ветра.

На песчаных почвах, подверженных дефляции, площади под многолетними травами целесообразно доводить до 50%. рекомендуют проводить узкорядные и перекрестные посевы, так как равномерное распределение растений по площади обеспечивают надежную защиту почвы от эрозии. В борьбе с ветровой существенную роль играют кулисы из высокостебельных растений (подсолнечника, кукурузы, горчицы). Они улучшают процесс задержания снега и тем самым способствуют охране почв от ветровой эрозии. Ветровая эрозия ослабляется при мульчировании почв.

5.3 Способы предотвращения ирригационной эрозии

Для предупреждения ирригационной эрозии проводят полив по бороздам, глубину и длительность которых определяют в зависимости от особенностей почв, уклона их поверхности полевого участка и других экологических факторов.

Известно, что эрозия почв при поливе по бороздам не наблюдается, если скорость потока в головной части борозды не превышает допустимой, равной 0,8 размывающей скорости. При этом какое-то перемещение частиц с верхней части борозды в нижнюю все же происходит, однако средние для верхнего 50-метрового участка потери не превышают допустимой нормы смыва.

Целью противоэрозионных мероприятий является предупреждение превышения потоком допустимой скорости. Это достигается либо снижением скорости потока в поливной борозде, либо повышением размывающей скорости. Снижать скорость потока можно уменьшением расхода воды, повышением шероховатости поверхности, уменьшением уклона борозд.

Заключение

Многовековое земледельческое использование почвенных ресурсов ЦЧО сопровождалось рядом отрицательных явлений, из которых наибольшую тревогу вызывают развитие крупномасштабных эрозионных процессов, сокращение гумусного фонда, разрушение структуры, ухудшение физических свойств и водного режима и как следствие этих явлений -- медленный рост урожайности сельскохозяйственных культур, несмотря на возросшие капиталовложения в сельское хозяйство.

Охрана почвенного покрова от эрозии -- одна из важнейших экологических проблем человечества. Успешное решение этой проблемы возможно лишь на основе глубокого всестороннего изучения причин и условий возникновения эрозии почв и разработки научных основ охраны и рационального использования земельных ресурсов.

В заключении следует подчеркнуть, что для повышения эффективности использования земель, урожайности сельскохозяйственных культур, сокращения эрозии и дефляции почв на территории ЦЧО назрела острая необходимость массового применения всего комплекса противоэрозионных мероприятий: организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических. Почвенно-эрозионное районирование послужит научной основой для правильного размещения и внедрения этого комплекса.

Литература

1. Ахырцев Б.П., Соловиченко В.Д. Почвенный покров Белгородской области/ Б.П. Ахырцев, В.Д. Соловиченко. - Воронеж: изд-во ВГУ, 1984 г. - 268 с.

2. Брауде И.Д. Эрозия почв, засуха и борьба с ними в ЦЧО/ И.Д. Брауде. - М.: Наука, 1995 г. - 140 с.

3. Кауричев И.С., Павлов Н.П., Розов Н.Н. Почвоведение/ И.С. Кауричев, Н.П. Павлов, Н.Н. Розов. - М.: Агропромиздат, 1986 г. -

4. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия и охрана почв/ М.С. Кузнецов,

Г.П. Глазунов. - М.: изд-во МГУ, 1996 г. - 335 с.

5. Экологические аспекты использования и охраны почв// Состояние окружающей среды и использование природных ресурсов Белгородской области в 2000 г.