Влияние овражной эрозии на состояние земельных ресурсов

Влияние овражной эрозии на состояние земельных ресурсов

Эрозияактивный природный процесс, который является следствием неправильного использования земли, незарегулированного поверхностного стока, плохой организации территории землепользования. Эрозия — процесс разрушения и сноса почвы и рыхлообразующих пород под действием воды и ветра.

Смыв и размыв почвы весенними талыми или ливневыми водами относят к водной эрозии. Водная эрозия почв наблюдается в лесостепных районах со сложным рельефом. Водная эрозия наносит огромный ущерб сельскому хозяйству. В районах интенсивного проявления эрозии при несоблюдении мер по защите почв с каждого гектара ежегодно смывается 3…5 т плодородных почвенных частиц.

При интенсивном смыве почв теряется гумусовая часть, резко ухудшается структура и водно-физические свойства (влагоемкость и водопроницаемость), уменьшается почвенное водопоглощение и усиливается поверхностный сток. При каждом последующем ливне и весеннем снеготаянии этот процесс прогрессирует.

Ежегодные потери воды в районах недостаточного и неустойчивого увлажнения составляют 50…60 млрд м3. Вместе с водой уносятся почвенные частицы и наиболее ценные питательные вещества: азот, фосфор, калий.

При весеннем снеготаянии и ливнях наряду со смывом происходит размыв почвы, что приводит к образованию оврагов и к потерям сельскохозяйственных земель в основном за счет межовражных земель, непригодных для обработки механизмами.

Кроме смыва, размыва и оврагообразования, водная эрозия почвы наносит огромный ущерб сельскому хозяйству за счет перемещения почвогрунтов, заноса продуктами выноса сельскохозяйственных угодий, лугов и других земель.

По имеющимся оценкам специалистов, на равнинах земли, подверженные смыву, составляют 15…20%.

Смытая почва, продукты размыва заиляют реки, водоемы, водохранилища. При невыполнении противоэрозионных мероприятий усиливается интенсивность и повторяемость наводнений.

Различают плоскостную эрозию, при которой происходит систематический смыв почвы в плоскости, параллельной ее поверхностности. Плоскостная эрозия появляется на склонах крутизной 5…9°, по которым вода стекает относительно равномерным слоем, увлекая за собой почвенные частицы. Плоскостная эрозия происходит малозаметно, но распространена на огромных площадях и уносит почву систематически.

При плоскостном поверхностном стоке происходит концентрация воды в отдельных, даже слабопониженных местах, что приводит к появлению ручейковых размывов. Это струйчатая эрозия. Чаще всего она проявляется на пахотных склонах.

Если в течение ряда лет не принимать каких-либо мер, направленных на задержание поверхностного стока, то в местах большого сосредоточения воды размывы постепенно переходят в рытвины. Конечной стадией линейных размывов является овражная эрозия.

Эрозионные процессы развиваются, как правило, на пересеченном рельефе — в понижениях, на склонах, речных долинах и балках. Скорость развития эрозии определяется многими факторами: рельефом местности, геологическими условиями, физико-механическими свойствами почв, климатом, хозяйственной деятельностью человека.

Овраг — современное эрозионное образование, сформировавшееся в результате размыва и переноса почвогрунтов весенними или ливневыми водами. Овраги возникают при самых разнообразных условиях рельефа. Основные причины образования оврагов — бессистемная вырубка лесов, несоблюдение противоэрозионной агротехники при обработке почвы на склонах, незарегулированый агротехническими, лесомелиора тивными приемами и гидротехническими сооружениями поверхностный сток, неправильное расположение дорог, канав и полезащитных лесных полос.

Овраги как современные эрозионные образования чаще возникают на элементах древней гидрографической се-ти (оврагах и балках). Совокупность оврагов и балок обычно называют овражно-балочной сетью (рис. 1).

Для оценки изрезанности территории введено понятие коэффициента расчлененности, или изрезанности [1].

.

где L — протяженность всех звеньев гидрографической сети, км;S — площадь участка, для которого определяется коэффициент, км2.

Коэффициент расчлененности не дает полного представления об интенсивности эрозионных процессов, так как характеризует степень, но не глубину изрезанности местности. Глубина изрезанности определяется следующими типами расчлененности [1].

Ложбинный — наиболее распространен в различных типах эрозионных образований. Отметки поверхности, ниже которых размыв не происходит, то есть базис эрозии, — самый минимальный.

Ложбинно-овражный — основными эрозионными образованиями являются ложбины и балки. Глубина эрозионного вреза значительно больше.

Балочно-овражный — основными эрозионными образованиями являются балки и овраги. Овраги на берегах балок не выходят за бровку древней гидрографической сети.

Овражно-балочный — овраги встречаются не только на берегах балок, но изрезают бровку балки и переходят на присетьевые склоны.

Долинный — наибольший удельный вес имеют речные долины и берега с незначительными овражными размывами.

Долинно-овражный — ведущее значение имеют действующие овраги на берегах речных долин.

На глубину изрезанности, а соответственно на развитие и образование различных типов расчлененности, в значительной мере влияет временной фактор и различие в природных условиях [2].

По данным Государственного (национального) доклада «О состоянии и использовании земель в Российской Федерации в 2009 году"[5], водной эрозии подвержено 17,8% площади сельскохозяйственных угодий.

Наиболее опасными в эрозионном отношении являются территории Приволжского, Южного и Центрального федеральных округов. На рис. 2 показана доля эродированных земель по федеральным округам Российской Федерации.

В условиях расчлененного рельефа и наличия стока талых и ливневых вод всегда имеется потенциальная опасность появления водной эрозии почв. Картирование потенциальной опасности проявления эрозии проводят в качественных показателях и градациях, таких как: опасности возникновения эрозии нет, опасность слабая, опасность средняя и опасность сильная.

Рис. 2. Доля эродированных земель по федеральным округам

Российской Федерации В подготовительный период картирования почв важно выявить факторы, позволяющие прогнозировать возможность развития эрозии (смыв и размыв).

Для изучения и учета эрозионных процессов используются различные методы.

При использовании методов, связанных с непосредственными измерениями на местности (метод малых водосборных бассейнов, метод «шпилек», метод стоковых площадок) учет смыва проводят замером объемов струйчатых размывов. Суммарный объем водороин и отложений продуктов эрозии пересчитывают на 1 га в среднем по склону и для отдельных его частей [3].

.

где P — вынос почвогрунта, м3;S — суммарная площадь сечения водороин, м2;L — длина учетного профиля, м.

Достоверность расчетов такими методами определяется точностью измерений и типичностью местоположений на склоне учетных площадок и профилей.

При использовании аналитических методов оценки смывоопасности применяют эрозионный коэффициент (Э), предложенный С. И. Сильвестровым [3].

.

где H — разность высот в пределах территории водосбора, м; R — расчлененность территории; S — распаханность территории, %;P — площадь водосбора, га.

Математические зависимости не отражают всех показателей влияния климата, рельефа, почвенного и растительного покрова, хозяйственной деятельности человека. Они позволяют в целом оценить степень потенциальной опасности проявления эрозии почв и их эродированность. При этом аналитические методы позволяют значительно снизить влияние субъективного фактора и получить сведения о показателях эрозии в количественных выражениях.

Отрицательные последствия овражной эрозии проявляются в частичном или полном уничтожении некоторых угодий. Потери склоновых земель определяются площадями не только собственно оврагов, но и приовражных и межовражных участков, труднодоступных, а иногда и недоступных для хозяйственного использования. Территории таких участков нередко больше площади самих оврагов (рис. 3).

Рис. 3. Связь площадей оврагов (Sов) с площадями склонов (P), выведенных из хозяйственного использования в результате овражной эрозии [3]

Наиболее оперативную, полную и детальную информацию о состоянии земельного фонда, в том числе о нарушенных землях, можно получить при использовании материалов съемки, которая осуществляется космическими системами дистанционного зондирования земли (ДЗЗ).

В настоящее время ДЗЗ осуществляется достаточным числомсъемочных космических систем, позволяющих получатьизображения с разрешением от нескольких десятков до 0,5 м в различных спектральных диапазонах.

На рисунке 4 представлено изображение оврага в Тамбовской области, полученное съемочной системой GeoEye.

Рис. 4. Овражно-балочная сеть в Тамбовской области

С использованием данных ДЗЗ и программных комплексов их обработки можно решать многие важные задачи, в том числе мониторинг развития эрозионных процессов.

Применение данных ДЗЗ в области природообустройства расширяет возможности получения достоверной информации о нарушенных землях, используемой при разработке природоохранных мероприятий для предупреждения развития овражной эрозии, восстановления исключенных из использования подверженных эрозионным процессам земель.

Библиографический список

Калиниченко Н. П. Организация и технология работ по защите почв от водной эрозии. — М., 1983.

Ковалев С.Н., Любимов Б. П. Особенности развития овраж-ной эрозии во времени и в различных природных условиях. //Геоморфология. 2006. № 3. С.66−76.

Беляев В. А. Борьба с водной эрозией почв в нечерноземной зоне. — М., 1976.

Ивонин В. М. Агролесомелиорация разрушенных оврагами склонов. — М., 1983.

Государственный (национальный) доклад «О состоянии и использовании земель в Российской Федерации в 2009 году" — М., 2010.