Экзодинамические природно-антропогенные процессы и возможности их нейтрализации

Выделяют, природные, антропогенные и природно-антропогенные экзодинамические процессы.

Природные изучаются в курсе геоморфологии.

Антропогенные ЭДП – изменения земной поверхности, которые по своей энергетике более и менее эквивалентны энергии, израсходованной человеком: обработка полей, выпас скота, строительство, горные разработки, транспорт и др. процессы, связанные с денудационными и аккумулятивными преобразованиями земной коры. Наиболее распространенные процессы антропогенной денудации (деструкции) являются выемка грунтов или полезных ископаемых, извлечение подземных вод. Антропогенная аккумуляция – создание различных конструкций, покрытий, свалок. Часто денудационные и аккумулятивные процессы накладываются друг на друга.

Природно-антропогенные ЭДП – превосходство энергетики природных процессов над антропогенными. Экзодинамические процессы и их закономерности протекания являются определяющими. Человек – катализатор. Это ускоренная эрозия и дефляция, вторичное засоление, комплекс процессов при горно-промышленных разработках.

Ускоренная Эрозия. Под влиянием антропогенной деятельности возникает ускоренная эрозия. Потери компонентов почв не компенсируются и происходит снижение ее плодородия.

Ускорение – в 100-1000 раз быстрее, чем в природных эрозионных процессах.

За 20 в. в результате ускоренной эрозии потеряно 2 млрд. га плодородных земель (площадь почти равная территории бывшего СССР), т.е. 27% земель мирового активного с/х использования.

В США почвы уничтожены полностью на площади 45 млн. га, 68 млн. га потеряли более 75% и 315 млн. га от 25 до 75% почвенного слоя.

Ускоренная эрозия часто является причиной образования оврагов.

Виды эрозии: По характеру сноса: линейная и площадная; По основному фактору сноса: ветровая, водная, биологическая (снос биомассы с сельхоз продукцией). Пример: свекла и картофель ежегодно выносят от 300 до 700 кг минеральных веществ с 1га. Еще сильнее кукуруза и подсолнечник.

Ветровой эрозии и водной способствует неправильная распашка – без противоэрозионных мероприятий, вдоль склона и т.д.

Уничтожение лесов и степей увеличивает поверхностный сток – увеличивает эрозию. Так же и выпас скота. На перевыпасаемых пастбищах смыв почв в 100-120 раз больше, чем на умеренно выпасаемых.

Ирригационная эрозия – крупные ирригационные объекты часто расположены на склоновых землях – а это, своеобразное распространение зон смыва и аккумуляции, специфический неорельеф, особый баланс наносов.

Усиливают эрозию геоморфологические условия и климат. Геоморфологические факторы: морфометрические характеристики рельефа, в первую очередь углы наклона поверхности и длина склонов, размываемость поверхностных толщ горных пород. Размываемость оценивают по допускаемым неразмывающим скоростям (ДНС) водного потока – характеризует устойчивость ложа потока к размыву и широко используется в расчетах гидротехнических сооружений т.д. Наиболее размываемые породы (ДНС 0,3-2,0 м/с) – рыхлые породы (пески, лёссы, галечники). Осадочные породы (известняки, песчаники, мергели) – средние значения ДНС (2,0-6,0 м/с). Наименьшей размываемостью обладают твердые скальные кристаллические породы (базальты, граниты и др.) с ДНС до 16-25 м/с.

Противоэрозионная устойчивость зависит и от свойств почв. Повышаютпротивоэрозионную устойчивость высокое содержание гумуса и преобладание в его составе гуминовых кислот, высокая емкость поглощения и преобладание в почвенно-поглощающем комплексе двухвалентных катионов, водопрочная структура и большой процент крупных частиц и агрегатов, высокое содержание илистых частиц, высокая влагоемкость и среднее содержание влаги к моменту дождя и т.п.

Климатически факторы – количество и режим осадков, наличие ливневых осадков.

В Крыму более 70 % (1242,3 тыс.га) сельскохозяйственных угодий страдают от действия ветровой эрозии, в том числе пашни – 50% (870,3 тыс.га). Наибольший уровень воздействия ветровой эрозии в Черноморском, Сакском и Первомайском районах (94 – 96% территории). В других административных районах площадь эродированных земель составляет 50% и лишь в трех районах – менее 50%. При этом, около 300 тыс. га подтоплено в результате функционирования системы СКК и нарушения технического состояния мелиоративных систем.

Дефляция. Особенно интенсивно проявляется в засушливых районах с усиленной ветровой деятельностью. В засушливых и сухих районах ускоренная дефляция часто приобретает характер пыльных бурь, подразделяемых на вихревые и потоковые. Вихревые – перемещаются на большие расстояния, потоковые значительно меньше по масштабам. При систематическом выдувании почв сильно убывает урожайность культур (в 2-4 раза.). Вихревые потоки оставляют на земной поверхности крупные овалы сильного выдувания почвы, разбросанные среди площадей менее интенсивной дефляции, что видно на космических снимках. Иногда пыльные бури сносят весь плодородный слой вместе с семенами и молодыми растениями.

Хрестоматийный пример дефляции – равнины юга США – в конце 19 начале 20 го в. вырублены леса и распаханы земли, даже на крутых склонах крутизной до 15-20⁰. Результат – 55 млн. га земель превратились в «пыльную чашу». Крым и юг Украины не исключение – к середине 20-го века пыльные бури были здесь обыденностью (распашка земель, перевыпас, особенно Алешковские пески на херсонщине).

Интенсивность дефляции зависит от антропогенных и природных причин. Антропогенные – уничтожение растительности и распашка, перевыпас. Скорость ветра в лесу составляет 1/10 – 2/3 скорости ветра на открытом пространстве. Наибольшее влияние леса проявляется в радиусе в 3-5 раз большем, чем средняя высота деревьев, и постепенно затухает до расстояния в 50 раз превышающем их высоту.

Выпас скота – вынос веществ животноводством, деградация растительности, уничтожение дернин растений, оголение и разрушение почвы. Это приводит не только к биологической эрозии, но и повышению дефляции в засушливых районах (пример, песчаный пляж у Феодосии).

Интенсивность развития дефляции определяется в первую очередь противодефляционной устойчивостью почв, которая зависит от механического состава и связанности. Легкие почвы начинают развеваться раньше, чем тяжелые. Важна также влажность и защищенность почв. Для каждой почвы характерна определенная скорость ветра, так называемый порог устойчивости, при котором начинается дефляция.

Приближенный коэфф. ветроустойчивости почв определяется по соотношению массы почвенных агрегатов диаметром 1 мм и более к массе остальных частичек диаметром менее 1 мм. Слабоподатливые к дефляции почвы характеризуются коэфф. ветроустойчивости более 1, среднеподатливые – 1-0,5 и сильноподатливые – менее 0,5.

По степени дефлированности почвы подразделяют на (по С.П. Горшкову, 1982):

1. Слабой степени дефлированности – разрушенность гумусового горизонта до ¼ горизонта А, потеря гумуса в горизонтах А+В до 10%, опесчаненность пахотного слоя 5%;

2. Средняя – от ¼ до ½ горизонта А, 10-25% потери гумуса в А+В, 5-10% опесчаненность;

3. Сильная – от ½ до полного выдувания горизонта А, 25-60% гумуса в А+В, 10-20% опесчаненность;

4. Очень сильная – разрушением охвачены горизонт В и нижележащие слои, 60% гумуса в А+В, 20% опесчаненность.

Другим фактором дефляции является скорость ветра. Критическая скорость ветра для разных почв различна: обыкновенные черноземы от 5,5 до 8,6 м/с, черноземы выщелоченные – от 5,9 до 6,5, черноземы южные – от 5,9 до 8,9, темно-каштановых и каштановых – от 6,1 до 7,8.

Эрозионные процессы и дефляция имеют и зональные особенности.

В степной зоне преобладает слабая и средняя заовраженность, а в приречных районах – сильная. Смыв слабый в районе низменностей и средний на возвышенностях. Дефляция, на большей части территории, проявляется в сильной и средней степени. Прогнозная интенсивность развития оврагов слабая и средняя, смыва – слабая и средняя, а на участках с большими уклонами и легкими почвами – большая. Дефляционная опасность большая и очень большая.