Этот тип эрозии почвы вызывается каплями дождя. Этот процесс более выражен на склонах, поскольку почва может перемещаться на большие расстояния.
Что такое эрозия почвы
Почва — один из самых недооцененных природных ресурсов на нашей планете. Здоровая почва жизненно важна для воздуха, которым мы дышим, воды, которую мы пьем, пищи, которую мы едим, животных, которые в ней живут, и даже для климата. Но иногда он также подвержен разрушительным процессам — эрозии.
Эрозия — это процесс разрушения поверхности почвы под воздействием ветра, воды или изменения климата. Образуются овраги, ущелья и речные долины. Большой каньон, например, образовался в результате речной эрозии: за миллионы лет река Колорадо глубоко и широко врезалась в скалу. Эрозия почвы — это естественный геологический процесс, но деятельность человека может как усиливать, так и ускорять его, что приводит к различным экологическим проблемам.
Эрозия почвы как природный процесс
Эрозия почвы может быть вызвана природными явлениями. Обычно эрозия происходит под воздействием воды и ветра.
Чаще всего водная эрозия вызывается экстремальными погодными явлениями — проливными дождями, наводнениями, быстрым таянием снега. Чем больше воды протекает по земле, тем больше почвы смывается вниз по течению. Особенно уязвимы почвы без деревьев или растительности, которые поглощают воду и буквально удерживают почву своими корнями. Еще опаснее, если это не равнина, а гора — под углом поток воды становится сильнее и разрушительнее.
Причиной ветровой эрозии, как вы можете себе представить, являются сильные ветры, которые поднимают рыхлую, сухую почву в воздух и переносят ее с одного места на другое. В 2020 году в США была огромная пыльная буря, которую было видно из космоса. Он двигался из Колорадо в Небраску и Канзас, преодолев почти 500 километров! В России сильные пыльные бури часты в Калмыкии, Башкирии, Астраханской и Волгоградской областях, а также на Северном Кавказе. Исследование, опубликованное в журнале Science, показало, что частые засухи и расширение площади возделываемых земель сделали пыльные бури более агрессивными за последние 20 лет.
Аральское море, бывшее соленое озеро на границе Казахстана и Узбекистана, сегодня считается крупнейшим источником пыли. Масса песка, переносимого ветром, в районе Аральского моря может достигать 90 миллионов тонн в год.
Эрозия и поля
Эрозия почвы наносит большой ущерб национальной экономике и особенно почвенным ресурсам. В Черноземной зоне России овраги ежедневно выводят из сельскохозяйственного оборота до 70-80 гектаров земли. Но овраги — это крайняя степень эрозии. Поверхностная эрозия распространена более широко. Это не так заметно, но очень вредно. Под воздействием поверхностной эрозии снижается плодородие почвы, уничтожаются растения, происходит потеря урожая на 10-70%.
Сегодня в России насчитывается более 76 миллионов гектаров земель, по разным причинам заброшенных сельским хозяйством и заросших лесом. Это эквивалентно площади всей Турции или 4,5 % территории России. На них практически невозможно выращивать сельскохозяйственные культуры, но можно выращивать деревья для всех нужд человеческого хозяйства. Это позволит предотвратить обезлесение и эрозию в диких, особо ценных лесах, чтобы сохранить биоразнообразие и смягчить последствия изменения климата. Как? Ответ вы найдете ниже.
Эрозия (геология)
Эрозия (от лат. erosio — удаление) — это разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включая отрыв и вынос остаточного материала и его отложение.
Эрозия почвы 1 — Разрушение и эрозия верхних плодородных горизонтов почвы под воздействием воды и ветра.
Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких как океанские волны, ледники или гравитация, и в этом случае эрозия является синонимом абляции. Однако существуют и специальные термины для обозначения этих процессов: Абразия (волновая эрозия), выветривание (ледниковая эрозия), гравитационные процессы, твердая эрозия и т.д. Этот же термин (дефляция) используется и для ветровой эрозии, хотя последняя встречается гораздо чаще.
В зависимости от скорости своего развития эрозия делится на нормальную и ускоренную. Нормальная эрозия всегда происходит во время сильного стока, протекает медленнее, чем формирование почвы, и не приводит к заметным изменениям уровня и формы поверхности почвы. Оно происходит быстрее, чем образование земли, и приводит к деградации почвы и заметным изменениям в рельефе.
В зависимости от причин различают естественную и антропогенную эрозию. Следует отметить, что антропогенная эрозия не всегда ускоряется и наоборот.
Это разрушительное действие ветра: Разбрасывание песка, леса, вспаханных почв; возникновение пыльных бурь; дробление скал, камней, зданий и механизмов твердыми частицами, переносимыми силой ветра. Ветровая эрозия подразделяется на два типа:
Начало пыльной бури связано с определенными скоростями ветра, но поскольку летящие частицы запускают цепную реакцию новых частиц, она заканчивается при гораздо меньших скоростях.
Самые сильные бури были зафиксированы в США в 1930-х годах («Пыльная чаша») и в СССР в 1960-х годах в результате освоения новых земель. Чаще всего пыльные бури связаны с нерациональной хозяйственной деятельностью, такой как массовая распашка земли без принятия мер по сохранению почвы.
Существуют также специфические дефляционные геоморфологии, называемые «дующими впадинами»: отрицательные формы, которые простираются в направлении преобладающих ветров.
Водная эрозия
Капельная эрозия
Разрушение почвы под воздействием капель дождя. Структурные элементы (комки) почвы разрушаются под действием кинетической энергии капель дождя и разлетаются в стороны. На склонах движение вниз происходит на большее расстояние. При падении частицы почвы попадают в водяную пленку, что способствует их дальнейшему движению. Этот тип водной эрозии особенно важен во влажных тропических и субтропических 2
Плоскостная эрозия
Плоскостная эрозия (поверхностная эрозия) — это равномерное удаление материала со склонов, приводящее к их выравниванию. С некоторой абстракцией можно представить, что этот процесс осуществляется постоянно движущимся слоем воды, но в действительности он производится сетью мелких, преходящих потоков воды.
В результате поверхностной эрозии образуются смытые и вновь смытые почвы и, в более широком масштабе, отложения делювия.
Линейная эрозия
В отличие от поверхностной эрозии, линейная эрозия происходит на небольших участках и приводит к фрагментации поверхности почвы и образованию различных эрозионных форм (овраги, балки, овраги, долины). Сюда также относится речная эрозия, вызванная постоянными потоками воды.
Эродированный материал обычно откладывается в виде вееров и образует речные отложения.
Виды линейной эрозии
Пример комбинированной боковой и глубинной эрозии. побережье 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, канале) всегда присутствуют обе формы эрозии, причем на ранних стадиях развития преобладает глубинная эрозия, а на поздних — боковая.
Механизм водной эрозии
Химическое воздействие поверхностных вод, к которым относятся речные воды, минимально. Основной причиной эрозии является механическое воздействие воды и переносимых ею обломков на ранее выветренные породы. Если в воде есть мусор, эрозия резко возрастает. Чем выше скорость потока, тем больше переносится мусора и тем интенсивнее протекают процессы коррозии.
Сопротивление почвы действию потока воды можно оценить 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 стратифицированных грунтов понятие скорости без разложения не имеет естественного смысла, поскольку даже при более низких скоростях происходит увлечение более мелких частиц. В турбулентном потоке отрыв частиц происходит при максимальных скоростях импульса, поэтому увеличение амплитуды колебаний скорости потока приводит к снижению критических скоростей для данной почвы.
Классификация по скорости развития эрозии земель
Процессы растворения встречаются на всех континентах и во всех климатических условиях.
- Нормальная (ветер, вода) – характеризуются длительностью. Под действием ветра, почвенный слой может разрушаться несколько тысячелетий. Естественные процессы очень мало вредят природе.
- Ускоренная – протекает быстрее восстановительных процессов в земле. Этот вид значительно изменяет рельеф земли.
Существуют различные механизмы эрозии в зависимости от того, что является основной причиной повреждения почвы.
Ветровая эрозия
Механизм этого типа эрозии прост: потоки ветра рассеивают крупные и мелкие частицы почвы. Мелкие частицы почвы захватываются вращательными движениями (подобно воронке), а крупные частицы почвы перекатываются и разбиваются на мелкие кусочки.
Выделяются частицы, подверженные эрозии — они обычно менее 1 мм в диаметре и легко улавливаются ветровыми потоками.
- В виде песчаных, ветряных бурь. Данные бури особенно опасны, так как они легко разрушают и уносят верхний пахотный слой.
- Местная. Если бури сравнительно редки, то местные ветры относительно постоянны. Их воздействие основано на перекатывании комков грунта.
Ветровые повреждения в 5-10 см от поверхности почвенного слоя могут не оказывать большого влияния на питательные вещества почвы.
Водной эрозии
Обильные осадки вызывают эрозию почвы
Ущерб от воды гораздо более коварен, чем ущерб от ветра. Основными механизмами такого рода повреждений являются атмосферные осадки и воздействие речной и морской воды на почву. Можно выделить различные типы повреждения почвы водой:
- Поверхностная. Распространена в гористой местности. Вода относительно равномерно распределяется по поверхности грунта. Равномерный поток размывает более половины плодоносного грунта и значительно повредить посевы.
- Линейная. Характеризуется водными потоками в виде струй, являющимися причиной образования оврагов.
Потоки подземных вод вызвали обвал почвы.
Помимо классификации по характеристикам потока, эрозию можно также классифицировать по происхождению воды:
- Дождевые осадки. Действует на сравнительно небольших расстояниях. Важными для оценки ущерба факторами являются длительность и частота осадков.
- Талые воды (занимают большие площади). Это явление характерно для весеннего периода.
Эрозии совместного действия
В природных условиях факторы ветра и воды тесно взаимодействуют. Взаимодействие неблагоприятных факторов приводит к глобальному разрушению гумуса. Существуют следующие модели этого взаимодействия:
- При переувлажнении почвы происходит сток воды с вымыванием и обеднением почвы.
- Размыв иссушает почвенный слой с дальнейшим распылением и выдуванием.
- Во влажном и снежном климате действует следующая схема: снеготаяние — переувлажнение почвы — сток талых вод — смыв и размыв почвы — иссушение — распыление — дефляция.
Совместные «усилия» воды и ветра приводят к образованию потоков, которые значительно сокращают площадь плодородной почвы.
Основные причины этой проблемы эрозии почвы
Причины эрозии можно разделить на несколько факторов:
- Естественные причины (климат, особенности рельефа, геологии местности).
- Антропогенные факторы (сельское хозяйство, промышленность).
Все эти факторы по-своему влияют на скорость и специфику повреждения.
Естественные факторы
К природным факторам относятся, прежде всего, тип и продолжительность годового количества осадков в данном районе. Субтропический и тропический климат характеризуется частыми и интенсивными осадками, что приводит к специфическим изменениям почвы. В холодном климате с вечной мерзлотой происходит разрушение ледников. Помимо характера выпадения осадков, большое значение имеет наличие склонов и высокогорных почв. Растительность является важным фактором в борьбе с эрозией. Чем больше и богаче флора территории, тем меньше эрозионные изменения. Наличие обилия многолетних трав с мощной корневой системой является наиболее важным фактором, противодействующим эрозионным процессам.
Антропогенные факторы
Наиболее важные антропогенные факторы включают:
- размещение полей, количество и масштаб посевных территорий;
- особенности выращиваемых культур и обработки почвы;
- распространенность мер направленных на восстановление гумуса;
- наличие строительных сооружений и прочей инфраструктуры.
Эрозия почвы в сельском хозяйстве
Антропогенные факторы могут оказывать значительное влияние на скорость деградации. Плохое управление почвой, вырубка лесов, пожары и уничтожение растений оказывают значительное влияние на негативные почвенные процессы. Распространение пустынь является красноречивым примером последствий неэффективного управления природными ресурсами.
Защита почв от эрозии
Чтобы защитить почвы от деградации, необходимо правильно управлять землей и вносить удобрения. Процессы должны обогащать землю, а не истощать ее. Для предотвращения эрозии пахотные земли и пастбища должны находиться в правильном севообороте.
Облесение укрепляет склоны и борется с эрозией почвы. После проведения строительных работ газон следует немедленно засеять, чтобы предотвратить эрозионные процессы.
С эрозией почвы можно бороться и зимой. Снег скатывается в полосы, чернеет и снабжается снежными щитами.
Было доказано, что вспашка склонов замедляет эрозию почвы. Вспашка вдоль впадин дает хороший результат. Вспашка используется для посадки сельскохозяйственных культур.
Рекомендуется рекультивация в районе карьера. Она включает в себя рекультивацию земель, которая включает в себя засыпку ям и карьеров, посадку деревьев и т.д.
Нарушение земель может быть кратко рассмотрено на уроках географии в 8 классе.
Мероприятия по защите почв от ветровой эрозии
Основными целями всех мероприятий по борьбе с ветровой эрозией являются предотвращение этих негативных явлений, ликвидация вспышек и прекращение их развития. Все меры должны быть направлены на снижение скорости движения газовых масс и повышение дренажного сопротивления почвы.
Все меры разделены на 4 группы:
- агротехнические;
- гидротехнические;
- лесомелиоративные;
- землеустроительные.
Каждый из них способен минимизировать негативные последствия ветровой эрозии.
Что влияет на процесс эрозии?
Любая эрозия может быть вызвана такими факторами:
- изменения климатических условий;
- особенности рельефа местности;
- природные катаклизмы;
- антропогенная деятельность.
Водная эрозия
Водная эрозия чаще всего возникает на горных склонах в результате стока дождевой и талой воды. По интенсивности почва может смываться сплошным слоем или отдельными потоками. В результате водной эрозии смывается верхний плодородный слой почвы, который содержит богатые элементы, питающие растения. Линейная эрозия — это прогрессирующая эрозия почвы, при которой маленькие овраги превращаются в большие ямы и овраги. Когда эрозия достигает этого уровня, земля становится непригодной для сельского хозяйства или другой деятельности.
Как выглядит водная эрозия
Ветровая эрозия
Воздушные массы способны захватывать мелкие частицы почвы и переносить их на большие расстояния. Во время сильных порывов ветра почва может быть унесена в больших количествах, что приводит к ослаблению и гибели растений. Когда буря проходит над полем, где растения только начали прорастать, они могут быть покрыты слоем пыли и уничтожены. Ветровая эрозия также влияет на плодородие почвы, разрушая ее верхний слой.
Пример ветровой эрозии
Способы защиты почвы от выдувания ветром
Защита почвы от ветровой эрозии — важный вопрос для всех фермеров. Для поддержания верхнего слоя плодородия почвы часто практикуется севооборот. Это означает, что все растения, культуры и многолетние травы высаживаются полосами. Также необходимо следить за тем, чтобы в почве сохранялось достаточное количество влаги, и повсеместно высаживать защитные полосы. Густой растительный покров обеспечивает хорошую защиту от непогоды.
В районах, где бушуют сильные ветры, угрожающие урожаю, половину растений высевают поперек направления ветра. Если есть склоны, то нежелательно высаживать там лесные полосы и дороги. Основные методы защиты от непогоды следующие:
| Посадите кустарники. | Это растение с высокими стеблями. Эти растения не дают порывам ветра дуть слишком быстро, что способствует сохранению почвы. Это стимулирует посев многолетних растений и озимых культур и улучшает состояние кормовой базы. |
| Управление влажностью | Этому способствует посадка кукурузы и кустов горчицы. Время посадки — конец июля. Растения быстро растут и не производят семян. Этот метод помогает задержать зимний снег на полях и минимизирует негативное воздействие сильных ветров на почву. |
| Задержание снега | Снег периодически уплотняется. Таким образом, почва не промерзает глубоко, поэтому весной интенсивное таяние снега приводит к отличному увлажнению почвы. Этот метод позволяет сохранить будущий урожай, предотвращая замерзание корневой системы. |
