Эрозия почвы, виды эрозии

Что такое эрозия почвы

Эрозию принято различать в зависимости от того, какие основные факторы оказывают разрушающее влияние. Считается, что их три. Это вода, ветер, сочетание первого и второго.

Причины и виды эрозии почв

По причинам появления различают естественную (природную) и антропогенную эрозию, вызванную последствиями промышленной деятельности человека.

Виды эрозии почв в зависимости от фактора появления: ветровая эрозия и водная эрозия.

Водная эрозия подразделяется на виды:

  • Капельная эрозия;
  • Плоскостная эрозия;
  • Линейная эрозия (может быть глубинная и боковая);
  • Эрозия техногенного происхождения.

Различают эрозию и в соответствии со скоростью происходящих процессов. В таком случае она признается:

  • нормальной или геологической (естественной),
  • ускоренной, разрушительной (антропогенной). Но антропогенная эрозия не всегда является ускоренной.

Пример: ирригационная эрозия почв — это как один из видов антропогенной эрозии почвы, которая появляется при несоблюдении правил и норм полива в орошаемом земледелии.

Первый вариант присутствует в районах, где есть естественный растительный покров. В таких условиях почва может восстанавливаться, поскольку процесс почвообразования в естественных условиях не прекращается.

Фото: Водная эрозия почв, agbz.ru

Второй вариант развивается тогда, когда естественная растительность удалена. Такое происходит, когда сельскохозяйственные земли используются неправильно. Данный процесс наблюдается на территориях, где имеется расчлененный рельеф. Обычно – в степи или лесостепи, причем при пренебрежении противоэрозийными мероприятиями.

Наиболее опасным видом водной эрозии почв признается овражная. Процесс развивается довольно быстро. Потоки воды вначале промывают небольшой овражек, который может стать просто гигантским за два – три сезона. Впрочем, случается, что большой овраг образуется в течение всего одной весны.

Вред ветровой эрозии

Ветровая эрозия может нанести непоправимый вред, как за длительное время, так и всего за несколько часов. Пыльные (черные) бури довольно быстро сметают верхний слой почвы, унося его порой за многие сотни километров. Порой такая пыль, оседая, засыпает целые водоемы. Можно привести пример из 50-х годов прошлого века. Тогда во время освоения целины в степях Казахстана и западной части Алтайского края была использованная отвальный вспашка земли. После посева началась засуха, а затем на территорию с Запада пришел сильный ветер. Он унес значительную часть плодородного слоя. Пыль казахстанских и алтайских степей оседала даже в Красноярском крае.

Фото: Ветровая эрозия, tass.ru

В лесостепи, а порой и в степи иногда проявляются одновременно водная и ветровая эрозии (совместная). В таком случае последовательность происходит следующим образом. Весной потоки воды смывают почву. Далее она высыхает. Следующий этап – высохшая почва превращается в пыль. Чаще всего это происходит, когда почва обрабатывается многократно. Затем происходит выдувание и перенос превратившейся в пыль почвы на другие территории.

В случае, когда летом начинаются обильные дожди, превратившаяся в пыль почва смывается мелкими и крупными ручьями. Если дожди продолжаются, почва смывается в гораздо большей степени и размывается. То есть начинается процесс образования оврагов.

Причины

Главными причинами разрушения земель являются естественные климатические факторы и хозяйственная деятельность человека.

На скорость развития явления влияют следующие факторы:

  1. Климат. Водная эрозия характерна для регионов с длительными обильными ливневыми дождями либо ранним обильным . А вот ветровая, наоборот, характерна для засушливых районов с минимальным количеством осадков и сильными ветрами.
  2. Рельеф. Скорость разрушения зависит от угла и протяженности склонов. Кроме того, на возвышенностях процесс протекает быстрее, чем в низинах и впадинах. Если территория ровная, то эрозия происходит быстрее там, где растительность развита в меньшей степени. Ветровой эрозии наиболее значительно подвержены степные районы.
  3. Свойства и состав почвы. Менее всего подвержены разрушительным процессам черноземные земли. Они практически не вымываются и не выветриваются. Пески и суглинки меньшей плотности, напротив, сильно разрушаются под действием негативных факторов.
  4. Наличие растительности. Высокие травы, дерн, корни больших деревьев, густые кустарники очень хорошо защищают слой земли от размывания и выдувания.
  5. Вредители. Грызуны, а также землеройные насекомые оказывают пагубную роль на верхний плодородный слой. Делая свои норы и ямы, они разрушают грунт. Кроме того, многие вредители питаются корнями мелкой травы, грызут древесные корни, уничтожая растительность, которая препятствует эрозии. Норы являются удачным местом для прохождения воды. Протекая по поверхности, вода просачивается внутрь, продолжает свое движение по отверстиям, которые проделали вредители, соединяя их воедино.
  6. Антропогенные факторы. Именно хозяйственная деятельность человека в значительной мере способствует разрушению плодородного слоя земли. Длительный выпас скота на одной и той же территории, нарушение севооборотов, разработка новых месторождений угля – все это нарушает экосистему и снижает плодородие земли.

Защита почв от эрозии

При планировании защитных мероприятий учитывают влияние ветра и регулируют сток воды. Профилактические работы, предотвращающие этот процесс, могут быть различными.

  1. Посев поперек склона эффективен. В результате таких работ задерживается влага, уменьшается сток воды.
  2. Высаживают лесополосы.
  3. Для задержания влаги используют буферные полосы из многолетних трав.
  4. Одновременное применение «No-Till» технологии и высаживание покровных культур. Используя технологию «No-Till» (нулевой обработки), землю не рыхлят, а укрывают мульчей.

Методика сидерации— посев растений для восстановления пашни. В качестве удобрения используют крестоцветные и бобовые. После развития корневой системы растения подрезают. Корни зеленого удобрения разлагаются и превращаются в гумус. Скошенной зеленой массой покрывают землю.

Сидераты по эффективности гораздо выше минеральных удобрений. Зеленые удобрения высевают до или после основных растений.

Преимущества сидератов:

  • обогащают грунт;
  • улучшают структуру;
  • привлекают насекомых;
  • уменьшают рост сорняков;
  • защищают землю от перегрева.

Защита от дефляции

Существуют меры, направленный на защиту почв от ветровой эрозии. Севооборот положительно влияет на перегной в земле. При этом сочетают злаковые культуры и многолетние травы. Дефляция почвы и меры борьбы с ней:

  • защита от ветра;
  • сохранение влаги;
  • восстановление структуры почвы.

В лесостепной зоне высаживают полосы из березы, дуба, сосны, лиственницы. Для степных районов используют акацию, тополь, вяз, дуб. Формируют два ряда защитных полос. Высокостебельные культуры высаживают в виде кулис. Кукуруза, подсолнечник и горчица защищают почвы от выдувания.

Используя лесополосу в борьбе с эрозией почв в зоне степей, увеличивают урожайность. При этом в грунте накапливается влага.

Защита от смыва водой

Способы борьбы со смывами грунта:

  1. Глубокая вспашка, которая сокращает поверхностный сток.
  2. Применяют поперечную вспашку, которая эффективна только на пологих склонах. Если уклон склона более 5⁰, поперечная вспашка увеличит деградацию грунта.
  3. Почвозащитный севооборот рекомендуют располагать полосами, чередуя многолетние травы и пропашные культуры.
  4. Для укрепления оврагов используют гидротехнические сооружения (лотки, валы), деревья, кустарники.

Возведение террас способствует защите почв на возвышенностях от водной эрозии. Ступени плоских поверхностей строят на склонах под углом 12-40⁰. На таких участках выращивают виноград, фрукты, чай.

Растения – фактор сдерживающий эрозию

При помощи высадки растений эрозию почвы можно уменьшить и остановить. Почвозащитные севообороты улучшают свойства грунта. Этот метод подходит для возделывания таких пропашных культур:

  • зерновых;
  • кормовых;
  • овощных;
  • технических.

Используют посев сельскохозяйственных культур высокостебельных растений и для борьбы с дефляцией. Эти культуры полезны для сохранения грунта. Пойменный луг — место плодородных земель, однако при распашке есть вероятность смыва грунта. На поймах создают кулисы из подсолнечника и кукурузы.

В РФ ежегодно теряется 1, 5 млн плодородного слоя. Применение минеральных удобрений повышает урожайность, но снижает плодородие земли. Необходимо использовать мульчированный посев, заменяя глубокую вспашку. Техника «No-Till» предотвращает деградацию земли. Механическая обработка постепенно должна быть заменена биологическим рыхлением.

Ученые разработали метод прогнозирования эрозии почв. Самый эффективный способ — математическое моделирование. Исследования в этой области привели к появлению науки эрозиоведения.

Какие будут последствия, если не лечить заболевание

Длительное игнорирование эрозии может привести к чрезвычайно опасным последствиям. Рассмотрим их по степени развития патологии.

При большой эрозии шейки матки

Большая эрозия вызывает нарушение микрофлоры влагалища. В результате этого образуется благоприятная среда для патогенных микроорганизмов и воспалительных процессов. Женщина в таком случае теряет репродуктивную способность, поскольку эти процессы мешают оплодотворению яйцеклетки.

Попадание во влагалище болезнетворных микроорганизмов вызывает у женщины такие симптомы:

  • тяжелое и болезненное мочеиспускание;
  • дискомфортные ощущения в момент интимной близости;
  • воспалительные процессы могут вызвать повышение температуры тела и сердцебиения;
  • нетипичные обильные выделения со зловонным запахом;
  • кровянистые выделения, не имеющие отношения к критическим дням;
  • болевые ощущения в нижней части брюшной полости.

Важно помнить! Если не начать своевременное лечение эрозии, то доброкачественные образования могут преобразоваться в злокачественную опухоль! Таким образом развивается рак шейки матки.

Запущенной

На ранних стадиях данная патология не представляет опасности для женщины. Но с течением времени она перерастает в запущенную форму. В таком случае наблюдаются благоприятные условия для появления злокачественных новообразований. Помимо этого, запущенная форма эрозии служит причиной возникновения других опасных заболеваний:

  • появление остроконечных кондилом, являющихся толчком к предраковому состоянию;
  • хламидиоз;
  • герпес.

Для того чтобы исключить развитие злокачественной опухоли при запущенной эрозии требуется обратиться к специалисту-гинекологу. Доктор должен провести цитологическое исследование и сделать биопсию.

Виды

Существует два основных вида явления.

Ветровая

Ветровая эрозия или дефляция – это природное явление, возникающее на любых типах почв, возникающее как за счет сильных, так и слабых, но постоянно дующих, ветров. Также она может происходить при пониженной влажности почвенного слоя и окружающей его воздушной среды. Другими словами – это перенос земли с одного участка с последующим ее отложением на другом посредством ветров. Основными территориями, подверженными данной разновидности явления, считаются засушливые степные регионы, где обширные территории не защищены от ветров вспомогательной растительностью: пашни, луга, сенокосные угодья.

Весной ветровая эрозия возникает вследствие воздействия сельскохозяйственных агрегатов на почву. Вспашка, рыхление, боронование – это самые главные причины возникновения пыли, которая переносится на несколько метров и оседает уже в другом месте.

Выдувая почвенный слой, эрозия уничтожает дороги, оросительные каналы, хозяйственные постройки, посевы сельскохозяйственных культур, засыпая их, приводит к снижению плодородности пашни.

Водная

При водной эрозии происходит перемещение частиц почвы вместе с талыми водами. Данный вид явления наиболее характерен для земельных участков со склонами. Также может наблюдаться во время ирригационного орошения посевов. В результате действия воды на земельном участке появляются расщелины, овраги, промоины. Верхние слои могут сползать целыми пластами, а могут уходить со струйками воды. Почвы, регулярно подвергающиеся действию воды, через несколько лет становятся непригодными для возделывания.

По характеру проявления водная эрозия бывает:

  • Капельная – когда происходит перемещение почвы за счет энергии падающих на землю капель дождя. Наиболее заметно проявляется на склонах, где перемещение может происходить на значительные расстояния.
  • Поверхностная – когда происходит размыв только верхнего плодородного слоя потоками воды.
  • Линейная – это более серьезная проблема, когда разрушение почвы уходит вглубь. Происходит вымывание подстилающих пород.

По характеру происхождения водная эрозия делится на:

  • Естественная – возникает под воздействием природы и менее всего влияет на плодородие.
  • Антропогенная – возникает в результате нерационального землепользования и несоблюдения агротехнических норм ведения сельского хозяйства.

Биопсия эрозии шейки матки

Данный метод считается высокоточным и информативным. Он позволяет подтвердить диагноз и исключить злокачественные изменения в месте локализации самой эрозии. Как показывает практика, биопсия эрозии шейки матки у 9 из 10 пациенток подтверждает диагноз. Также она помогает вовремя выявить предраковые состояния.

В ходе ее выполнения у женщины берут на исследование микроскопический кусочек тканей шейки для гистологического исследования. Оно позволяет точно определить состояние клеток на патологическом участке, наличие и вид инфекционного агента. Биопсия дает возможность подтвердить или опровергнуть подозрения гинеколога на различные заболевания, признаки которых он не смог распознать при кольпоскопии.

Обратите внимание: биопсия шейки матки не проводится при проблемах со свертываемостью крови и воспалительных процессах во влагалище в острой стадии. Сама процедура не требует обезболивания, потому что шейка матки не имеет рецепторов боли

Наркоз выполняют при необходимости взятия большого количества материала и в случаях, когда женщина имеет низкий болевой порог.

Последствия

Значительное эродирование почвы негативно влияет на развитие целых экосистем: могут исчезать растения, а значит и популяции животных, птиц, насекомых, питающихся этими растениями.

Помимо разрушения сельскохозяйственных земель, эрозия наносит ущерб хозяйству в целом: размываются дорожные и коммунальные системы, выдуваются культурные насаждения, используемые для озеленения городов и сел.

Эрозия также несет опасность для водных ресурсов. Земельные потоки загрязняют глубинные грунтовые воды, а те объемы талых вод, которые необходимы для наполнения озер, под воздействием эрозии могут пойти в другое русло. При переносе твердых частиц водным потоком на дно рек, может происходить их обмельчание.

Эрозия может негативно отразиться и на здоровье человека, когда пыль во взвешенном состоянии опускается в его легкие. Также страдает авиация, ведь именно обильные пылевые бури приводят к быстрому износу двигателей самолетов.

Последствия, причиняемые эрозией почв

Из-за эрозии и непринятии мер по ее предупреждению, развитию и распространению экономике страны наносится огромный ущерб. Снижается потенциальное плодородие почв, ухудшаются химически и агрофизические свойства, снижается биологическая активность. Как результат  — снижается урожайность и ухудшается качество сельхоз продукции. Также снижается эффективность химизации.

Процессы эрозии присутствуют буквально в каждом регионе. По прогнозам из-за отсутствия мер по защите почв, ежегодные потери из-за смыва могут достигать 7 миллиардов тонн почвы. Эрозия почвы ведет к выветриванию гумуса и нарушению экологического баланса, что в будущем может привести к экологической катастрофе. При пылевых бурях потери слоя гумуса достигают 10 сантиметров. Следует подчеркнуть, что сантиметр этого слоя в природе создается боле, чем за 100 лет.

Важно знать! Эрозия почвы относится к экзогенным опасным явлениям (т.е. вызванным внешними причинами)

В некоторых зонах смыв плодородных почв в 5 – 15 раз превышает их образование. Как известно из исследований, в течение года формируется 0,6 тысяч га почв. Что касается смыва, то он достигает 7-и тысяч га. Мало того, порой последний показатель доходит до 50 тысяч га.

Типы и виды эрозии

В зависимости от главных факторов разрушения почв в естественных условиях эрозию делят на водную и ветровую. Водная эрозия в свою очередь делится на плоскостную и линейную. Кроме того, ее подразделяют в зависимости от вида вод на эрозию, вызываемую талыми, дождевыми водами, и береговую, которая проявляется на склоновых участках.

Эрозия может возникнуть при нарушениях технологии полива, при орошении. Такую эрозию называют ирригационной.

Плоскостная (поверхностная, струйчатая) эрозия — смыв верхнего слоя почвы дождевыми или талыми водами. Разрушительная сила дождя зависит от количества, интенсивности и размера капель, которые разрушают почвенные агрегаты. Образующиеся при этом мелкие частицы увеличивают плотность почвы, делают ее менее водопроницаемой, что обусловливает поверхностный сток. В результате появляются мелкие промоины, которые не мешают обработке почвы и заделываются за счет припашки подпахотного горизонта. Таким образом постепенно формируются смытые почвы.

Более интенсивный смыв почв вызывают ливневые дожди, бурное таяние мощного снегового покрова.

Линейная (овражная) эрозия — образование на склонах глубоких струйчатых размывов (глубиной 20…25 см) и промоин (глубиной от 0,3…0,5 до 1,0…1,5 м), которые перерастают в овраги и уже не могут быть сглажены при обработке. Этот вид эрозии приводит к полному уничтожению почвы.

Образованию оврагов благоприятствуют узкие и вытянутые в длину водосборы, а переход плоскостной эрозии в линейную усиливается на выпуклых, крутых и длинных склонах. Эрозия ослабляется на ступенчатых склонах, где сток поверхностных вод замедляется. Степень развития овражной эрозии оценивают по суммарной протяженности оврагов на квадратный километр площади (км/км2): слабая — меньше 0,25; средняя — 0,25…0,50, сильная — 0,50…0,75 и очень сильная — больше 0,75.

В горных районах возникают особые формы эрозии — селевые потоки, или сели, которые образуются после бурного снеготаяния либо после интенсивных дождей. Сели обрушивают на прилегающие к горам территории огромные массы камней, земли, что является бедствием для населения этих мест и предусматривает строительство противо- селевых сооружений.

Эрозию принято делить также по темпам развития на геологическую (нормальную, естественную), которая практически не приносит вреда, так как потеря почвы в естественных условиях незначительная и восстанавливается в ходе почвообразования, и ускоренную, которая возникает из-за неправильного использования почвы в результате хозяйственной деятельности человека. Интенсивность ускоренной эрозии имеет следующие градации (М.Н. Заславский, 1983): незначительный среднегодовой смыв — до 0,5 т/га; слабый смыв — 0,5… 1,0; средний смыв — 1…5; сильный смыв — 5… 10; очень сильный смыв — > 10 т/га.

Водной эрозии больше подвержены бесструктурные, маловодопроницаемые почвы с низким содержанием гумуса и повышенным содержанием пыли и ила. Лучше противостоят водной эрозии богатые гумусом структурные почвы (чернозёмы), а также рыхлые, легкие по гранулометрическому составу почвы.

Ветровая эрозия, или дефляция, — разрушение почвы ветром. Ее делят на местную, которая проявляется в виде верховой эрозии и позёмки, когда перенос сухих частиц на небольшую территорию осуществляется при малых скоростях ветра (4…8 м/с), и пыльные бури. Последние охватывают большие территории и способны за несколько часов развеять 100… 150 т/га почвы.

На территории Беларуси на долю водной эрозии приходится 84%, ветровой — 16% площади эродированных земель.

Ветровая эрозия сильно проявляется в условиях сухого климата, ей способствует отсутствие растительности. Наиболее подвержены ветровой эрозии песчаные, супесчаные и торфяные почвы, менее — легкосуглинистые почвы. Дефляция сильнее проявляется в дневные часы суток из-за большей скорости ветра; чаще весной, когда рыхлая почва не имеет растительного покрова; летом — на чистых парах и посевах пропашных культур. Важным фактором является размер частиц. Ветровая эрозия начинается с перемещения частиц почвы диаметром 0,1…0,5 мм.

Водная эрозия.

Поверхностные воды и океанские волны обычно являются самыми существенными агентами эрозии. Максимальные разрушения поверхностными водами, вероятно, происходят в семиаридных климатических условиях, поскольку в более влажных районах склоны обычно защищены растительностью. В сухих районах даже незначительные осадки имеют существенные последствия. После дождя или в результате снеготаяния происходит насыщение водой верхнего почвенного слоя, и излишняя вода плащом стекает вниз по склонам, увлекая с собой частицы грунта. Такой смыв, в результате которого промоины не образуются, называется плоскостной, или дождевой, эрозией.

Однако, когда вода имеет концентрированный сток, в ложбинах на склонах начинают формироваться небольшие борозды, а затем овраги. Русловая (линейная) эрозия протекает быстрее, чем плоскостная, и как только образуется овражная сеть, начинается активное расчленение земной поверхности. В оврагах формируются небольшие водотоки, которые сливаются и переносят твердые осадки в крупные реки. Грунтовые воды также подпитывают водотоки, вынося из горных пород растворенные минеральные вещества. Реки, углубляя и расширяя свои русла, вносят свою лепту в объем транспортируемых наносов. Поток воды и вовлеченных в движение обломков пород смещает и переотлагает русловые и пойменные отложения в долине реки.

Разбивающиеся о берега океанов и озер волны разрушают побережья, сложенные рыхлыми и скальными породами, а также измельчают песок и гальку. Более мелкий обломочный материал выносится донным противотечением в море или океан либо перемещается вдоль побережья вдольбереговыми течениями. Такое механическое разрушение берегов океанов, морей, озер и водохранилищ в результате деятельности волн или прибоя часто называется абразией.

Водная эрозия

Капельная эрозия

Разрушение почвы ударами капель дождя. Структурные элементы (комочки) почвы разрушаются под действием кинетической энергии капель дождя и разбрасываются в стороны. На склонах перемещение вниз происходит на большее расстояние. Падая, частички почвы попадают на плёнку воды, что способствует их дальнейшему перемещению. Этот вид водной эрозии приобретает особое значение во влажных тропиках и субтропиках

Плоскостная эрозия

Под плоскостной (поверхностной) эрозией понимают равномерный смыв материала со склонов, приводящий к их выполаживанию. С некоторой долей абстракции представляют, что этот процесс осуществляется сплошным движущимся слоем воды, однако в действительности его производит сеть мелких временных водных потоков.

Поверхностная эрозия приводит к образованию смытых и намытых почв, а в более крупных масштабах — делювиальных отложений .

Линейная эрозия

В отличие от поверхностной, линейная эрозия происходит на небольших участках поверхности и приводит к расчленению земной поверхности и образованию различных эрозионных форм (промоин, оврагов , балок, долин). Сюда же относят и речную эрозию, производимую постоянными потоками воды.

Смытый материал отлагается обычно в виде в конусов выноса и формирует пролювиальные отложения .

Виды линейной эрозии

Пример совмещённых боковой
и глубинной
эрозий. Берег Сухоны

  • Глубинная
    (донная) — разрушение дна русла водотока. Донная эрозия направлена от устья вверх по течению и происходит до достижения дном уровня базиса эрозии .
  • Боковая
    — разрушение берегов.

В каждом постоянном и временном водотоке (реке , овраге) всегда можно обнаружить обе формы эрозии, но на первых этапах развития преобладает глубинная, а в последующие этапы — боковая.

Механизм водной эрозии

Химическое воздействие поверхностных вод, к которым относятся и воды рек, минимально. Основной причиной эрозии является механическое воздействие на горные породы воды и переносимых ею обломков, ранее разрушенных пород. При наличии в воде обломков эрозия резко усиливается. Чем больше скорость течения, тем более крупные обломки переносятся, и тем интенсивнее идут эрозионные процессы.

Оценить устойчивость почвы или грунта к действию водного потока можно по критическим скоростям
:

  • Неразмывающая скорость — максимальная скорость потока, при которой не происходит отрыва и перемещения частиц.
  • Размывающая скорость — минимальная скорость потока, при которой начинается непрекращающийся отрыв частиц.(Мирцхулава Ц. Е. Размыв русел и методика оценки их устойчивости. — М.: Изд-во, Колос, 1967.)

Для почв и полидисперсных грунтов понятие неразмывающей скорости не имеет физического смысла, поскольку даже при самых низких скоростях происходит вынос наиболее мелких частиц. При турбулентном потоке отрыв частиц происходит при максимальных пульсационных скоростях, поэтому увеличение амплитуды колебания скорости потока вызывает уменьшение критических скоростей для данного грунта.

Ссылка на основную публикацию