Эрозия почвы (от лат., через франц. "erodere" - разъедать) – совокупность взаимосвязанных процессов отрыва, переноса и отложения почвы(иногда материнской и подстилающей пород) поверхностным стоком временных водных потоков и ветром. Понятие "эрозия" многозначно, оно используется в почвоведении, геологии, медицине, технике и т.д.
Водная эрозия происходит под влиянием стока дождевых, талых, поливных и сбросных вод. Эрозия
берегов морей, рек, озер и водохранилищ сюда не входит, т.к. в этих случаях потоки воды имеют постоянный, а не временный характер. Слово "поверхностный" в определении позволяет отделить ее от суффозии.
Ветровая эрозия почвы - дефляция почвы (от фр. "de"- прочь и лат."flаге" - дуть) - для удобства словообразования: производные термины "противодефляционная стойкость", "противодефляционные мероприятия" более удобны, чем "противоветроэрозионная стойкость" и "противоветроэрозионные мероприятия". От термина "водная эрозия"- "противоэрозионная стойкость", "противоэрозионные мероприятия", от "эрозии почв" - "противоэрозионная противодефлящюнная стойкость","противоэрозионные и противодефляционные мероприятия".
Классификация эрозионных процессов по источнику стока:
Условие возникновения водной эрозии почвы - сток поверхностных вод или поверхностный сток.
Три вида поверхностного стока: дождевой сток, талый и сток поливной воды. Им соответствуют три вида эрозии почв: 1) дождевая эрозия (или ливневая - при сильных дождях); 2) эрозия при снеготаянии; 3) ирригационная эрозия.(различаются по источнику стока, механизму процесса, величине причиняемого ими ущерба)
Эрозия при снеготаянии: меньшая выраженность, большая продолжительность. В Моск. обл. длительность снеготаяния в среднем составляет ~1 месяц, продолжительность смывания почвы талыми водами ~ 1неделя. Смывается несколько тонн с га.
Дождевая эрозия: период - минуты и часы, количество смываемой почвы – десятки тонн с га, зависит от параметров водного потока, параметров дождевых капель.
Чем больше m и V дождевой капли, тем больше ее E кинетич. и тем большие разрушения она причиняет почве.Удар капли о почву => разрушение самой капли и некоторого очень небольшого объема почвы, с которым взаимодействует капля => продукты разрушения разлетаются в стороны в виде брызг. Часть брызг попадает при этом не на поверхность почвы, а во временные водотоки (струйки, ручейки) и уносится ими. =>дождь способствует"нагружению" потоков твердой фазой. Дождевые капли, попадая в поток, => турбулизируют его и повышают его размывающую и
транспортирующую способность.
Ирригационная эрозия (эрозия почвы при орошении): подвиды в зависимости от способа орошения:
1) эрозия при поливе напуском по бороздам (при орошении хлопчатника, кукурузы,томатов, сахарной свёклы. Ширина междурядий -0,6-0,9 м, ширина водного потока в поливной борозде - до 0,2 м. Потери почвы за один полив ~100 т/га(больше, чем при дождевой эрозии или при эрозии во время снеготаяния,т.к. количество воды, взаимодействующей с почвой в единицу времени, гораздо больше, чем при дождях или при снеготаянии);
2) по полосам (орошение трав и зерновых культур. Ширина полос - единицы метров. Ширина водного потока при поливе по полосам = ширине самих полос =>скорость таких потоков невелика и ирригационная эрозия выражена слабее, чем при поливе по бороздам);
3) по чекам (ирригационная эрозия выражена еще слабее, т.к.уклон чеков (обычно рисовых) очень мал, малы и скорость водного потока и связанная с ней величина смыва почвы);
4) при дождевании (самый перспективный вид орошения, наименее изученный, используют при орошении практически всех с/х культур. Поверхностный сток и эрозия почв возникают, когда интенсивность дождевания начинает превышать интенсивность впитывания воды почвой).
По морфологическим признакам эрозионных форм:
1) поверхностную эрозию - смыв почвы; 2) линейную эрозию - размыв почвы.
Поверхностная эрозия, или смыв делится на плоскостную и струйчатую (условно).
Плоскостная эрозия вызывается движением сплошной пелены стока. Практически условия для ее образования создаются редко и смыв почвы осуществляется преимущественно струйчатыми потоками. Граница перехода поверхностной эрозии в линейную условна: считается, что если следы эрозии на поле исчезают в результате обычной обработки почвы, то это - поверхностная эрозия, если нет - линейная.
Формы проявления ветровой эрозии:
Условие ветровой эрозии почв - ветер, скорость которого достаточна для перемещения частиц почвы.
1) повседневная ветровая эрозия и 2) пыльные бури (условно) по интенсивности, продолжительности, масштабам явления и размеру ущерба.
Отличит. признаки повседневной ветровой эрозии: относительно низкую скорость ветра, незначительно превышающую критическую для почв, пространственная ограниченность явления - ограничена масштабами одного или нескольких соседних полей на территории которых развиваются все стадии процесса - от выдувания почвы до отложения наносов. Практически все пахотные почвы в той или иной степени подвержены повседневной ветровой эрозии, в особенности при обработке.
Пыльные бури - в метеорологии перенос сильным ветром большого количества пыли, сопровождающийся ухудшением видимости; грозное явление, масштабы которого не раз принимали размах стихийного бедствия. Признаки: большие Vветра, превышающие критические для почв, увеличиваются высота подъема почвенных частиц в воздух, которая достигает сотен метров, и дальность их переноса, достигающая сотен и тысяч км.
По интенсивности процессов:
Пр. эрозии почв характер. интенсивностью смыва (или сдувания) (с количеств. стороны), выражаемой в т/га в год, либо мощностью утраченного слоя почвы в единицу времени (мм/год). В этих же единицах измеряют и V почвообразования. Сопоставив интенсивность смыва (или сдувания) почвы со скоростью почвообразовательного процесса => судим о степени опасности эрозии.
Интенсивность эрозии < V почвообразования =>не представляет опасности для данной почвы - нормальная. Интенсивность потерь почвы >V почвообразования => ускоренная.
Способы измерения V почвообразовательного процесса: радиоуглеродный метод, время образования
гумус. гор-та и измеряют его мощность. Разделив мощность гумус. гор-та на t его образования получают среднюю V почвообразовательного процесса в мм/год. Min < 0,1 мм/год – солонцы и светло-каштановые почвы, 0,1-0,2 мм/год – подзолистые; max среди зональных почв Русской равнины - 0,4-0,45 мм/год - черноземы оподзоленные, выщелоченные и типичные. Промежуточное положение: дерново-подзолистые, темно-каштановые, черноземы мипеллярно-карбонатные и южные, серые лесные, черноземы обыкновенные (результаты получены из допущения линейной зависимости между мощностью гумусового горизонта и его возрастом).
Рекомендации Г.П.Сурмача(1992): 0,5-2,0 т/га в год (0,05-0,2 мм/год при плотности сложения почвы 1 т/м3) в зависимости от типа почвы, степени ее смытости и плотности материнской породы.
Среднегодовой предельно допустимый смыв почвы (т/га):
1) Дерново-подзолистые, светло-серые лесные на лессовых и других рыхлых породах: 2,0 (несмытые и слабосмытые), 1,5 (средне-смытые), 1,0 (сильно-смытые).
2) Серые и темно-серые лесные, черноземные и темно-каштановые: 2,0 (несмытые и слабосмытые), 2,0 (средне-смытые), 1,5 (сильно-смытые).
3) Каштановые, светло-каштановые, сероземные: 1,5 (несмытые и слабосмытые), 1,5 (средне-смытые), 1,0 (сильно-смытые).
4) Почвы, сформировавшиеся на опоках и мелах: 1,0 (несмытые и слабосмытые), 0,5 (средне-смытые), 0,5 (сильно-смытые).
В США Службой охраны почв более высокие уровни допустимых потерь почвы: 2-11 т/га в год в зависимости от мощности почвы, в Кении для мощных суглинистых почв, развитых на вулканических отложениях, - 13-15 т/га в год.
Есть еще Классификация Шикулы, Рожкова и Трегубова (1972) для оценки интенсивности потерь почвы при ускоренной эрозии.
Есть также классификация Заславского (1983): незначительный смыв - до 0,5 т/га в год (до 0,05 мм/год при плотности сложения почвы 1 т/м3); слабый - 0,5-1 т/га (0,05-0,1 мм/год); средний - 1-5 т/га (0,1-0,5 мм/год); сильный -5-10 т/га (0,5-1 мм/год); очень сильный смыв - >10 т/га ( >1 мм/год).
Антропогенная эрозия - эрозия почв в результате человеческой деятельности. Отождествляют с понятием ускоренной эрозии (чаще всего такая бывает, но не всегда!).
Геологическая эрозия - эрозия почв без вмешательства человека, которая существовала и существует в настоящее время. Отождествляют с понятием нормальной эрозии (не обязательно).
Ущерб, причиняемый эрозией почв народному хозяйству и окружающей среде
1)с/х:земельным ресурсам: снижается плодородие почв, сокращаются площади обрабатываемых земель.
В нашей стране: зем.рес.~12 га на одного жителя, но избыток кажущийся, т.к. значит. часть террит. приходится на зону с холодным климатом и крутые склоны, распространены заболоченные, засоленные и маломощные почвы, на 13% террит. возделывание с/х культур. Пахотных почв~0,89 га на одного жителя. В мире: в с/х исп.~1,5*109 га земель, потенциально пригодных к исп. ~3,2*109 га. Исп. новых земель обусловлено все возрастающими капитальными вложениями на их освоение, включая мелиорацию и ирригацию.
Географическая неравномерность распределения народонаселения: на 7% суши 70% человечества =>часть пахотных почв ежегодно отчуждается для строительства -городского, транспортного и промышленного, также часть безвозвратно теряется в результате эрозии. Овраги-крайняя степень проявления эрозии. Широко распространена поверхностная эрозия (не столь заметна, но очень вредна => снижается плодородие, повреждаются растения => потеря 10-70% урожая.
2)почва,смываемая с полей, откладывается в прудах, озерах, водохранилищах, попадает в каналы и реки. Заиливание водоемов и повышение мутности воды в реках затрудняет действие гидроэлектростанций, работу систем водоснабжения и водного транспорта.
3) 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.
4) миграция радионуклидов: радиоактивные изотопы, цезий-137, прочно сорбируются почвой и перемещаются вместе с ней, при смыве и дефляции почв => территориальное перераспределение радионуклидов, сосредоточ. в пахотном гор-те. Развитие эрозии почв на загрязненной территории =>образ. новых очагов радиоактивности в местах аккумуляции смытой или сдутой почвы с повышенным сод. радионуклидов. Аналогично образ. очаги вторичного загрязнения почв гербицидами и засоления.
5) ветровая эрозия почв: повседневной ветровой эрозии в разной степени подвержены все пахотные почвы. Увелич. интенсивности дефляции до пыльных бурь хар-но для некоторых регионов СНГ- юга Украины, Белоруссии, Северного Кавказа, Поволжья, северного Казахстана, Восточной Сибири, республик Средней Азии. Уменьшается плодородие почвы из-за уменьшения мощности гумус. гор-та в результате его сдувания. Гибнут в результате выдувания и засыпания почвой посевы с/х культур,полезащитные лесные полосы. Уменьшение урожайности с/х культур в результате засекания их скачущими почвенными частицами. Сильные пыльные бури затрудняют работу пром.предприятий и транспорта, засыпаются каналы. В пустынных районах выдувание почв и грунтов из-под опор =>нарушение работы линий электропередачи, нефте- и газопроводов. Большой ущерб авиации -
высокое содержание пыли в атмосфере в окрестностях аэродромов => преждевременный износ двигателей. Увеличение запыленности воздуха отрицательно сказывается на здоровье людей.