Факторы развития водной эрозии почв

Факторы, влияющие на возникновение и интенсивность эрозионных процессов делятся на две группы.

1) Естественно исторические, природные (физико-географические)

2) Социально-экономические, связанные с деятельностью человека.

Современная эрозия обычно проявляется при сочетании обеих групп факторов. Природные факторы создают условия для проявления эрозии, а не правильное производственная деятельность человека является основной причиной вызывающей эрозию почв.

К важнейшим физико-географическим факторам относятся климат, рельеф, почвы, растительность.

2.1 Естественноисторические, физико-географические факторы.

2.1.1 Климат

А) атмосферные осадки

Из климатических факторов оказывающих прямое воздействие на водную эрозию, главная роль принадлежит осадкам, которые формируют поверхностный или склоновый сток. Другие климатические факторы (температура, влажность воздуха, ветер) влияют на водную эрозию косвенно. Поверхностный сток появляется на склонах во время сильных дождей и снеготаяния на почвах с недостаточной водопроницаемость. Величину стока характеризует коэффициент стока который выражается формулой.

K_c=S\P;

K_c – коэффициент стока.

S – сток воды.

P – количество осадков выпавших на данную площадь (мм).

На потенциальную опасность эрозии влияет годовое количество осадков выпадающие в данной местности. Однако более важное значение возникновении эрозии имеет распределение осадков в течение года, а также количество осадков, выпадающих за один дождь. На формирование стока и развитие эрозии значительное влияние оказывает интенсивность осадков, т.е. количество воды (мм) выпадающие в единицу времени. При ливнях, когда вода поступает на поверхность так быстро, что почва не может поглотить ее, возникает большой поверхностный сток, вызывающий разрушение почвы. Чем интенсивнее и продолжительнее ливни, тем больше выражены процессы эрозии. Обильный ливень, выпадающий раз в 3-5 лет способен за несколько минут произвести такое разрушение почвы, которое может вызвать сток талых вод за 10-20 лет. При моросящем характере дождя, даже при большой сумме осадков смыв не наблюдается или бывает не значительным, т.к. почва постепенно впитывает всю выпадающую влагу.

На развитие эрозии влияют осадки в виде снега. Интенсивность эрозионных процессов зависит главным образом от мощности снежного покрова и связанной с ней глубиной промерзания почвы и интенсивности снеготаяния. Мощный снежный покров предохраняет почву от глубокого промерзания и способствует оттаиванию ее вследствие поступления тепла из низших слоев почвы. При таянии снега не промерзшая почва лучше впитывает влагу, уменьшая этим поверхностный сток. Если весеннее снеготаяние сопровождается теплыми дождями, та смыв почвы идет особенно интенсивно, что часто наблюдается в степной зоне. Скорость таяния снега зависит от направления и экспозиции склонов. Наиболее быстрое таяние снега наблюдается на южных, ЮВ и ЮЗ склонах, которые сильнее прогреваются солнцем. На северных склонах снег сходит на 5-10 дней позже, чем на южных склонах. Поэтому эрозия от талых вод проявляется особенно сильно на южных склонах.

Б) температура воздуха

Влияние температуры воздуха на водную эрозию сказывается, главным образом весной в период снеготаяния. Быстрое нарастание температуры в этот период увеличивает скорость таяния снега, в связи с чем создаются условия для формирования большого стока. Эрозия бывает тем больше, чем выше температура воздуха. На Процессы эрозии оказывают значительное влияние резкие суточные колебания температуры весной. Низкие температуры ночью вызывают промерзание почвы, днем слой почвы небольшой мощности, оттаявший сверху насыщается водой и легко поддается смыву.

В) ветер

Роль ветра в проявлении водной эрозии выражается перераспределением снега на местности. На пространствах без растительности сильные ветры сдувают снег в овраги и другие понижения рельефа, в результате чего на полях создаются условия для глубокого промерзания почвы. Особенно сильно снег сдувается с ветроударных склонов, а на заветренных склонах наблюдается его накопление.

2.1.2 Рельеф местности.

Рельефом местности называется совокупность форм горизонтального и вертикального расчленения земной поверхности. Положительные (выпуклые) и отрицательные (вогнутые) формы рельефа ограничены по сторонам различно ориентированными склонами. Линия, соединяющая наиболее высокие точки, называется водораздельной линией или водоразделом. Водораздельная линия ограничивает определенную площадь, с которой вода стекает в понижениях, поэтому ее называют водосборной площадью. Существует понятие коэффициента расчлененности, по которому судят о степени изрезанности местности гидрографической сетью, т.е. сетью понижений по которой проходит сток поверхностных вод.

Коэффициент расчлененности определяют делением суммы длин всех балок, рек, оврагов и их ответвлений (км) на площадь водосбора. Совокупность балок и оврагов, объединенных одним общим тальвегом, называют овражно-балочной системой.

Существует понятие базис эрозии – это перепад высот от водораздела до тальвега.

Возникновение водной эрозии тесно связано со стоком дождевых и талых вод, которые начинают формироваться на местности имеющей уклон. Уклон местности (крутизна) определяют отношением разности высот верхней и нижней частей склона к горизонтальному проложению данной части склона. Процессы эрозии начинают развиваться при крутизне склона от 0,5⁰. С увеличением крутизны склона повышается скорость стекания поверхностных вод а следовательно и интенсивность эрозии.

Пример: Так при крутизне склона в 1⁰ и длине склона 300м, смыв почвы составляет 3.6 т/га. А при крутизне в 3⁰ при той же длине склона, смыв составляет 12 т/га. При увеличении крутизны склона в 4 раза, скорость стекающей воды увеличивается в 2 раза, а количество смываемых частиц в 16 раз.

Форма склонов оказывает значительное влияние на процессы эрозии. На прямых склонах процессы эрозии усиливаются вниз по уклону в связи с увеличением массы стекающей воды. На выпуклых склонах эрозия сильнее выражена в нижней части, где находятся самые крутые участки склонов. Склоны вогнутой формы характеризуются наиболее выраженными эрозионными процессами в верхней, более крутой части склона. К низу эрозия уменьшается и может происходить аккумуляция смытого выше материала. Если для прямого склона смыв почвы принять за 1, то для выпуклого он будет 1,5, а для вогнутого – 0,5.

На степень проявления эрозии влияет длина склона. Увеличение длины склона вызывает возрастание массы воды поступающей к нижней части склона, в связи с чем усиливается разрушительная энергия потока. Так, при крутизне склона 3⁰ и длине 200м, смыв почвы составляет 10 т/га, а при той же крутизне в 3 м, но при длине 600 м, смыв достигает 16 т/га. Т.е. при увеличении длины склона в 3 раза, смыв почвы увеличивается в 1,5 раза.

Длина склона определяется по кратчайшему расстоянию перпендикулярно горизонталям.

Экспозиция склона определяет приток солнечной радиации к поверхности земли, что влияет на микроклимат склона, развитие и продуктивность растительного покрова и в свою очередь сказывается на проявлении эрозии. Южные и западные склоны больше страдают от эрозии, чем северные и восточные. На южных склонах более выражены колебания температуры и влажности почвы, чем на склонах других экспозиций. Летом южные склоны сильнее нагреваются и иссушаются, растительность на них выгорает. У почв южных склонов, как правило, гумусовый горизонт имеет меньшую мощность и все это приводит к усилению эрозии.

2.1.3 Почвы.

Главными факторами, от которых зависит воздействие на почву водной эрозии является механический состав, структура почвы, содержание гумуса, состав почвенного поглощающего комплекса и влажность.

По степени подверженности водной эрозии, основные почвенные типы можно разместить в следующий ряд:

 

- мощные черноземы,

- предкавказские черноземы, наиболее устойчивые к эрозии.

- обыкновенные черноземы,

 

- выщелоченные черноземы

- южные черноземы среднеустойчивые к эрозии.

- каштановые почвы

Серые лесные почвы; слабоустойчивые к эрозии.

Солончаки, солонцы, солоди;

 

2.1.4 Растительность.

По защитным свойствам растительность может быть размещена в такой последовательности (в порядке снижения ее противоэрозионных свойств):

1) Лесные, древесно-кустарниковые насаждения (естественные и искусственные);

2) Травянистая естественная растительность;

3) Плодовые насаждения при задернении междурядий;

4) Посевы сельскохозяйственных культур.

Лекция №3.

Причины, вызывающие развитие эрозии заключается не в столько природных факторах, сколько в характере использования земли и в несоблюдении основных правил агротехники и соответствующим природным условиям. Основные социально-экономические факторы развития эрозии следующие:

1) Несоответствие хозяйственной и внутрихозяйственной специализации требованиям защиты почв от эрозии.

2) Расположение границ землепользований без учета требований защиты от эрозии и внутренней организации территории.

3) Распашка крутых склонов, уничтожение древесной и травянистой растительности, использование угодий без соответствующих требований (например, организация пастбищ на крутых склонах).

4) Нерациональное использование пашни (недооценка противоэрозионных севооборотов, размещение культур без учета их противоэрозионной роли)

5) Устройство территории севооборотов без учета рельефа и других требований защиты почв от эрозии.

6) Обработка полей без учета рельефа, несвоевременное проведение агротехнических, противоэрозионных мероприятий (АПМ)

7) Недооценка роли лесных полос.

8) Игнорирование простейших ГТС.

9) Бессистемное использование пастбищ.

10) Несоблюдение комплекса противоэрозионных мероприятий.