Эрозия почв, признаки и степень проявления

Среди факторов деградации почв особое место принадлежит ветровой и, особенно, водной эрозии. «Эрозия выполняет по отношению к почве роль гильотины — она в буквальном смысле обезглавливает, лишает верхних гумусовых горизонтов, в которых сосредоточено почвенное плодородие» (Крупенников, 1985). Монокультура, повсеместное нарушение севооборотов, уничтожение лесов и интенсификация обработки вызвали к жизни прогрессивное развитие ветровой и водной эрозии.

Особенно широкое распространение в Нечерноземье получил плоскостной смыв. Этот процесс наиболее активно протекает на территории части Кольского полуострова, в районах Северного Приладожья и Северо-Карельской возвышенности, на Среднем и Южном Тимане, в центре Среднерусской возвышенности, в юговосточных районах Высокого Заволжья, на территории Смоленской, Московской, Духовщинской и других возвышенностей. В целом южная и юго-восточная части Нечерноземья наиболее остро нуждаются в проведении противоэрозионных мероприятий.

Ущерб весьма значителен. Так, при слабой степени эродирования оподзоленных горизонтов балл бонитета почв снижается на 20-25%, а при средней — на 50% и более.

Эрозия почв определяется рядом факторов, из которых важнейшее значение имеют климат, уклон и длина склона, его экспозиция, генезис, состав почв и почвообразующих пород.

Важнейшими показателями, определяющими эрозионную^ роль климата, являются повторяемость, продолжительность и интенсивность ливневых осадков. Наибольшее количество ливней выпадает на западе южнотаежной подзоны, наименьшее — в юго-восточной части Нечерноземья. Не только жидкие, но и твердые осадки определяют развитие эрозии. Обильный снежный покров препятствует глубокому промерзанию почв, способствует в весенний период ускоренному впитыванию воды и уменьшению поверхностного стока.

Крутизна и длина склонов — важнейшие факторы возникновения смыва. При крутизне 1-30° процент смытых почв практически не зависит от его длины. С увеличением крутизны более 30° длина склона становится одним из ведущих факторов развития процессов смыва.

Водная эрозия особенно резко проявляется в условиях пересеченного рельефа с большими уклонами. В дальнейшем нам придется часто пользоваться понятием уклон, который выражают либо безразмерным отношением превышения высот между двумя точками (А и В) к расстоянию между ними (L), либо в градусах. Безразмерная характеристика уклона находится следующим образом. Уклон і равен (В-A): AB (рис.55.1), где В-А — превышение (h) точки В над точкой А в треугольнике АВС.

AB — гипотенуза треугольника АВС.

Обозначим В-А = h, а AB = L, тогда і = h/L. Таким образом, і есть синус угла а в треугольнике АВС.

Пример расчета уклона. Если h = I м, a L = 100 м, то тогда і = 1/00=0,01. Уклоны больше 0,02 опасны; в этом случае возможно возникновение эрозии.

Синус 1° угла а в треугольнике АВС равен 0,017. Поэтому, если возникает необходимость выразить уклон в градусах, то весьма приближенно можно принять, что 1° соответствует і = 0,02.

С точностью, достаточной для практических целей, определить уклон местности можно с помощью эклиметра — инструмента для измерения вертикальных углов. Наиболее простым является эклиметр с отвесом (рис. 55.2). Он состоит из большого транспортира (часто — медный полукруг, ab), в центре которого прикреплен на шнуре отвес (d). Полукруг разбит на градусы. Это устройство (транспортир с отвесом) крепится на визирной линейке (к). Последняя укрепляется шарниром на колу (т). Для измерения угла наклона поверхности земли к горизонту (а) используется веха, на которой откладывается длина (і) опорного кола эклиметра (от поверхности земли до визирной линейки). Это место на вехе маркируют (краской, белой тряпкой, бумагой) и на него наводят визирную линейку эклиметра. Отклонение отвеса покажет на транспортире угол поверхности склона к горизонту. Расстояние между точками А и В измеряют стальной лентой, мерной веревкой и, приблизительно, шагами. Таким образом вы можете обследовать весь ваш участок.

Помните, уклон более 0,02 создает опасность развития водной эрозии на вашем участке.

Уклон — основное, но не единственное условие развития поверхностной эрозии. Важную роль в развитии эрозии имеют формы склонов: прямой, выпуклый, вогнутый и ступенчатый (рис. 56).

На выпуклом и прямом склонах максимальный смыв происходит в нижней части. При вогнутом профиле наибольший смыв имеет место в верхней части склона, а в нижней происходит аккумуляция мелкозема.

Ступенчатый склон способствует разрыву потока или замедлению его скорости.

Территории, подверженные эрозии, имеют характерные овражные, балочные, долинные формы рельефа.

Важную роль в развитии эрозии имеют и другие факторы. Интенсивность процесса эрозии обусловлена почвообразующими породами, генезисом почв, особенностями использования территории. Так, моренные суглинки более устойчивы к смыву, чем покровные лессовидные суглинки, содержащие более 40% крупной пыли. Флювиогляциальные и древнеаллювиальные пески и супеси в подзонах средней и южной тайги устойчивы против водной эрозии, поскольку обладают высокой водопроницаемостью. Эрозионно опасны почвы, близко подстилаемые (с 30-50 см) плотными породами (сланцами, гранитами, песчаниками). Чем более структурны почвы, чем выше их водопроницаемость, тем слабее угроза эрозии.

Сопротивляемость смыву возрастает от подзолистых почв к серым лесным и, далее, к черноземам. Таким образом, чем больше в почве гумуса, чем мощнее гумусовый горизонт и чем лучше он оструктурен, тем устойчивее почва к ее разрушению плоскостной эрозией.

Перечисленные факторы отражают потенциальную возможность развития эрозии. Однако для суждения о степени развития поверхностной эрозии необходимы прямые характеристики, связанные с оценкой изменения строения почвенного профиля под влиянием процесса плоскостной эрозии.

Такое сравнение производят, сопоставляя строение профиля почвы на исследуемой территории со строением эталонной почвы с полноразвитыми горизонтами. Последние следует изучить на неэродированных и не затронутых обработкой участках.

Для пахотных массивов, в зависимости от типа почв, при оценке степени их эродированности руководствуются следующими признаками.

Дерново-подзолистые и светло-серые лесные почвы с установившейся глубиной их вспашки не менее 18-20 см.

Слабосмытые. Затронуты вспашкой самая верхняя часть гор. А2В1 (с сохранением его нижней части), вследствие чего пахотный слой заметно осветлен и имеет буроватый оттенок по сравнению с несмытой почвой;

залегание почв на прямом склоне (уклон не более 3°);

наличие на поверхности почв редкой сети промоин, неподдающихся заравниванию при обычной обработке;

снижение суммарного запаса гумуса в верхнем (30 см) слое на 20-25% относительно запаса в несмытой почве.

Среднесмытые. В пашню вовлечена большая часть или весь горизонт А2В1 до иллювиального гор. В, вследствие чего почти исчезают морфологические признаки подзолистых почв и ослабляется дифференциация почвенного профиля в целом. Цвет пашни становится бурым и обычно сильнопятнистым. Почвы находятся на покатых склонах с преобладающими уклонами 3-5°; поверхность пашни размыта частой сетью промоин.

Сильносмытые. Встречаются на пашне лишь отдельные участки. Распахивается средняя или нижняя часть иллювиального гор. В; верхняя часть почвенного профиля полностью смыта; невозможно достоверно определить генетическое название первоначальной почвы.

Почвы находятся на выпуклых склонах с уклонами до 5-8°.

Серые и темно-серые лесные почвы с установившейся глубиной вспашки не менее 20-22 см при первоначальной мощности гумусовых горизонтов 30-40 см.

Слабосмытые. Гумусовые горизонты смыты не более чем на одну треть от первоначальной мощности. Гор. А2В1 в пашню не , вовлекается совсем или едва захватывается по его верхней границе.

Среднесмытые. Гумусовый горизонт смыт более чем на одну треть, в пашню вовлекается часть гор. А2В1. Пахотный слой отличается буроватым оттенком.

Сильносмытые. Гумусовый горизонт смыт полностью, пахотный слой образован в основном из гор. В и имеет бурый цвет.

Черноземы оподзоленные и выщелоченные с установившейся глубиной вспашки не менее 22 см при первоначальной мощности гумусовых горизонтов более 50 см.

Слабосмытые. Смыто до одной трети гор. А. Пахотный слой не отличается по цвету от несмытых участков пашни. Мощность подпахотного гумусового слоя уменьшена до 25%, запас гумуса в нем на 10% меньше по сравнению с неэродированной почвой.

Среднесмытые. Смыт более чем наполовину гор. А. Пахотный слой отличается незначительным буроватым оттенком. Отмечается сокращение подпахотного гумусового слоя и запасов гумуса в нем до 50% по сравнению с неэродированной почвой.

Силъносмытые. Смыт полностью гор. А и частично переходный гор. В. Пахотный слой отличается буроватым или бурым цветом, сильно выраженной глыбистостью и склонностью образовывать корку.

Отмечается сокращение подпахотного гумусового слоя и запасов гумуса в нем до 75% по сравнению с неэродированной почвой.

Защита почв от плоскостной эрозии тесно связана с характером сельскохозяйственного использования территории. На эрозионно опасных участках особая роль в защите почв от смыва принадлежит многолетним травам. Почвозащитное действие многолетних трав в 50-60 раз выше, чем пропашных культур, и в 20-25 раз — колосовых и однолетних трав.

Плоскостная водная эрозия почв на склонах сопровождается аккумуляцией мелкозема на равнинных и вогнутых элементах поверхности. По степени намытости выделяют слабонамытые (нанос до 20 см); средненамытые (нанос 20-50 см) и сильнонамытые (нанос более 50 см) почвы. Поскольку поверхностная эрозия разрушает в первую очередь гумусовые горизонты, намытые слои обычно весьма плодородны.