Причины возникновения водноэрозионных процессов на территории Республики Беларусь

Причины возникновения водноэрозионных процессов на территории Республики Беларусь

Причины возникновения водноэрозионных процессов на территории Республики Беларусь

1. Водная эрозия

Эро́зия (от лат. erosio - разъедание) - разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и дальнейшим их отложением.

Эрозия почвы - разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра.

Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких, как морской прибой, ледники, гравитация; в таком случае эрозия выступает синонимом денудации. Для них, однако, существуют и специальные термины: абразия (волновая эрозия), экзарация (ледниковая эрозия), гравитационные процессы, солифлюкция и т.д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием ветровая эрозия, но последнее гораздо более распространено.

По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную. Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа.

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.

По причинам выделяют естественную и антропогенную эрозию. Следует отметить, что антропогенная эрозия не всегда является ускоренной, и наоборот [5].

1.1   
Возникновение и проявление эрозионных почв

Возникновение эрозионных процессов обусловливается естественно-историческими и физико-географическими условиями (рельефом, климатом, составом почвообразующих пород и почвенного покрова, характером растительного покрова) и антропогенными факторами.

В природе почва как естественно-историческое тело непрерывно развивается и изменяется под влиянием противоположных процессов - создания и разрушения. Если преобладает процесс создания или существует равновесие между процессами, мы имеем почвы с нормальным профилем или несмытые почвы. В данном случае проявляется естественная, или нормальная, эрозия почв.

Когда естественный геологический ход развития нарушается, преобладает разрушение почвы над ее созданием. Это так называемая ускоренная эрозия. Поэтому считается, что ускоренная эрозия начала проявляться (развиваться), когда человек проложил первую борозду, стал изменять естественный растительный покров земной поверхности. Распахав естественную травянистую и вырубив на больших площадях лесную растительность, человек обнажил поверхность почвы и тем самым уменьшил ее устойчивость к смывам, размывам, действиям ветра.

О роковых последствиях уничтожения растительного покрова и варварского ведения хозяйства в прошлом на Кубе пишет Ф. Энгельс: «Какое дело было испанским плантаторам на Кубе, выжигавшим леса на склонах гор и получившим в зоне от пожара удобрение, которого хватило на одно поколение доходных кофейных деревьев, какое им было дело до того, что тропические ливни смывали беззащитный отныне верхний слой почвы, оставляя после себя обнаженные скалы».

Особенно сильно эрозионные процессы проявились, где быстро и в больших масштабах осваивались целинные земли. Об этом пишет Х. Беннет (1958), отмечая, что колонистами из Европы очень быстро были вырублены и раскорчеваны леса, в том числе и на горных склонах, затем земли распаханы. В результате усилились эрозионные процессы, которые привели к национальному бедствию.

Почва, лишенная покрова, очень быстро переносится ветром и потоками воды. И если не принять меры к приостановлению эрозии, она становится самым сильным средством истощения и разрушения земли.

Развитие эрозии на территории Беларуси отмечает в книге «Записки путешествия по западным провинциям Российского государства» академик В.М. Севергин (1803), указывая о смыве с поверхности холмов песка, описывает ряд «рвов», находящихся вблизи Гродно, Белицы, у р. Немана, по дороге Орша - Дубровно, у Могилева. Он рекомендует вести борьбу со смывами и размывами почв на склонах путем вспашки поперек склона, а не с горы под гору: «лошадь не так устанет, и вода не делает рвов».

Новый толчок в развитии эрозии дала отмена крепостного права, развитие капитализма и Земельная реформа 1861 г. Крестьяне, получив землю во временное пользование не были заинтересованы ни в повышении ее плодородия, ни в ее охране.

Новая страница в освоении земель Нечерноземной зоны (в том числе и Беларуси) началась с отменой крепостного права, когда крестьянам было разрешено выкупать наделы земли. Началась еще большая вырубка лесов, увеличилось количество маленьких полос. Крестьяне начали распахивать более крутые склоны, верховья и русла оврагов и балок, песчаные почвы и все то, что можно было распахать, так как лучшие земли остались у крупных землевладельцев. Все это еще больше усилило смыв и размыв почв. Вот как об этом периоде писал академик В.Р. Вильяме (1925): «Все распахано до самых «бросовых земель», а все смотрят, нельзя ли еще что-нибудь распахать. Голодный скот пошел в леса - идти больше некуда, и постепенно леса были истреблены. Пали леса, освободились воды. С ревом несутся с оголенных водоразделов после всякого дождя сильные потоки. Каждой весной, в этот «праздник природы» они сносят неисчислимые площади самой плодородной земли» Вовлеченные в пашню земли доводились до истощения постоянным использованием под одни и те же культуры. Из этого вытекает, что при прочих равных условиях размеры эрозии определяются и формой землепользования, т.е. характером использования земли.

«Всякий прогресс капиталистического земледелия есть не только прогресс в искусстве грабить рабочего, но и в искусстве грабить почву, всякий прогресс в повышении ее плодородия на данный срок есть в то же время прогресс в разрушении постоянных источников этого плодородия» (К. Маркс).

Протекает нормальная эрозия медленно и большого вреда не приносит, так как почва в естественных условиях скреплена корневой системой и остатками растений, что защищает ее от разрушения. Проф. М.Н. Заславский (1980) для наглядности этого явления приводит такой пример. Если со склонов, покрытых девственным лесом, в год с 1 га смывается 10 кг почвы, то для слоя почвы в 20 см потребуется 200 тысяч лет. В то же время ежегодно восстанавливается 1-5 т/га почвы. В этом случае на формирование 20 см слоя в различных зонах требуется 400-2000 лет. Из этого видно, что в естественных условиях при хорошем растительном покрове почва по склонам смывается значительно медленнее, чем формируется. При ускоренной (антропогенной) эрозии этот процесс превышает темпы почвообразования. Разрушительная эрозия возникает и развивается, когда почва не защищена или слабо защищена культурными сельскохозяйственными растениями от воздействия (ударов) дождевых капель, ливневых струй и талых вод. Поэтому чем дружнее всходы и чем быстрее развиваются и смыкаются культурные растения, тем лучше защищена почва от разрушающего воздействия воды и ветра. В настоящее время ускоренная эрозия представляет собой самое тяжелое последствие вторжения человека в окружающую его природную среду. 100 м, шириной 5 м и глубиной 2 м, его сразу заметят. А если с этого поля смывается 1 см почвы, никто этого не заметит, хотя от появления оврага потеря почвы и подпочвы составит 600-800 м³, а от смыва одного сантиметра поверхностного слоя почвы - 10000 м² почвы.

Поверхностная эрозия обычно сопровождается образованием борозд (струйчатых размывов) по поверхности почвы и происходит медленно и незаметно. В результате земля как бы выцветает в связи с удалением верхних перегнойных горизонтов и выхода на поверхность более светлоокрашенных нижних горизонтов почвы или подстилающих пород. На поле появляются пятна: желтые, если материнская порода суглинок, буро-красные, если глина, палевые, если лёссовидные породы.

В результате на склонах происходит смывание с поверхности более или менее однородного по мощности слоя почвы, одновременно из почвы вымываются питательные вещества и выносятся стекающей водой. И как образно выражается проф. М.Н. Заславский (1980), в результате «заболевания эрозией» почва «бледнеет».

Каждая капля дождя, достигшая земли, совершает определенную эрозионную работу, так как падающие капли разбивают (раздробляют) комочки почвы на более мелкие частицы и сталкивают их вниз к подножью склона. При выпадении более сильных осадков образуется поверхностный сток, эрозия усиливается, почва не только размельчается и сталкивается, но и взмучивается. В результате капельной эрозии происходит ухудшение физических свойств почв (закупорка капилляров), снижение фильтрационной способности их, образование корки, уплотнение почвы и как результат - поверхностная эрозия. Обычно поверхностный смыв почвы происходит в виде струйчатых или ручейных новых размывов, которые при очередной обработке заравниваются, засыпаются. После очередных дождей они снова заравниваются и т.д. Подсчитано, что с холмов ежегодно смывается слой почвы толщиной 2 мм, это примерно 50 т/га. А это значит, что слой почвы мощностью 18 см может смываться меньше чем за 50 лет. На образование же слоя почвы в 2-3 см требуется от 200 до 400 лет, тогда как за один ливень может смываться гораздо больше почвы.

Особенно велика роль почвы в жизни человека, так как именно через нее человек получает все необходимое для своего существования (99%). К. Маркс отмечал: «…что земля представляет собой пространство, которое необходимо как условие всякого производства»

Поскольку воздействие человека на природу не всегда гармонирует с законами жизни, продуктивностью почвы, почвенные процессы отклоняются от нормы, почва истощается, деградирует, разрушается или совсем исчезает (эрозия, пыльные бури, засоление, заболачивание и прочее).

Природоохранное значение почв все возрастает, поскольку почвенные ресурсы не беспредельны, а население планеты увеличивается. Поэтому необходимо заботиться об охране почвы, повышать ее плодородие и использовать так, «чтобы оставить улучшенной последующим поколениям» (К. Маркс).

По степени смытости почвы разделяются на слабосмытые, среднесмытые и сильносмытые (табл. 1).

Таблица 1. Классификация эродированных почв Республики Беларусь [1]

Слабосмытые почвы. Пахотный горизонт (Ап) частично смыт. Припахивается подзолистый (А₂) горизонт. В связи с этим Ап имеет светло-серую с белесоватым оттенком окраску. Под пахотным горизонтом находятся остатки горизонтов А₂ или А₂В₁. Среднесмытые почвы. Пахотный горизонт полностью смыт. Припахиваются остатки горизонта А₂ или верхняя часть иллювиального (В) горизонта. Пахотный горизонт имеет буроватую с белесым оттенком окраску, под ним залегает горизонт В.

Сильносмытые почвы. Пахотный и подзолистый горизонты смыты полностью. В распашку вовлечен иллювиальный (В) горизонт. Распахиваемый горизонт дерново-подзолистых сильносмытых почв, сформированных на пылеватых (лёссовидных) суглинках имеет буроватую окраску с серовато-желтым оттенком, на моренных суглинках - красновато-бурый цвет. Под пахотным горизонтом залегает нижняя часть иллювиального горизонта или материнская порода (горизонт С).

Намытые почвы формируются в результате отложения переносимого водными потоками мелкозема на нижних частях склонов. В зависимости от количества намываемого на основную почву мелкозема делятся на слабонамытые (Ad до 20 см), средненамытые (Ad 20-50 см), сильнонамытые (Ad 50-100 см). При мощности намытого слоя свыше 1 м в нем начинают образовываться новые горизонты и формируется новая почва. По цвету и строению намытый слой напоминает перегнойный горизонт несмытых почв, часто имеет слоистость.

Наибольшее распространение в нашей республике имеют слабо- и среднесмытые почвы, сильносмытые занимают небольшие площади. Еще в начале XIX века акад. В.М. Севергин (1803) отмечал смыв верхних частей холмов, описывал ряд «рвов» (оврагов), находящихся около городов Гродно и Белицы, у р. Немана и по дороге Орша - Дубровно.

В зависимости от характера осадков, порождающих поверхностный сток, можно выделить смыв почвы, вызываемый стоками талых снеговых, дождевых и ливневых вод.

Наибольшее распространение в наших условиях имеют смывы, размываемые талыми и дождевыми водами.

Для смыва почв, вызываемого стоком талых снеговых вод, характерно, что он происходит на поверхности оттаявшего слоя почвы. В силу этого нижележащий промерзший слой почвы является своего рода водоупором, по которому верхний оттаявший слой, насыщенный водой и местами разжиженный, начинает оплывать.

На интенсивность развития эрозионных процессов при таянии снега большое влияние оказывает экспозиция склонов. Обычно на южных склонах таяние снега происходит гораздо быстрее и более дружно, поэтому и процессы эрозии там проявляются более энергично.

Интенсивность дождей в значительной степени определяет скорость и силу развития эрозии. При небольших дождях образующиеся струйки воды производят в основном сортировку мельчайших почвенных частиц, а при ливневых, когда вода не успевает впитываться почвой, образуются более крупные струйчатые размывы.

При потоках ливневых вод не только смываются довольно крупные частицы, но часто по дну потоков вода тащит высеянные зерна и довольно крупные комки почвы.

Наиболее прочные из них переносятся потоками к подошве склона и отлагаются в конусах выноса. Распыленная часть почв выносится дальше в балки и реки. Поэтому незащищенное растительностью поле бывает после ливня изборождено рытвинами и размывами, на дне которых зачастую нет каких-либо следов водной сортировки почвенной массы, как это бывает при смывах от талых, дождевых вод.

Если сточные воды вовремя не задержать, они собираются в этих искусственных водосборах и образуют промоины различной формы и глубины в зависимости от почвообразующих пород, рельефа местности, количества выпадающих осадков и т.д. В зависимости от механического состава и строения почвообразующих пород образуются U-образные овраги, если почвообразующие породы мягкие и легко поддаются размыву, то V-образные, если почвообразующая порода является водоупором, т.е., более тяжелого механического состава. Если водоупорная порода близко подходит к поверхности, овраг будет мелкий и широкий [1].

Эрозия может быть как естественной, так и вызванной антропогенными факторами. При вмешательстве в естественный кругооборот природы нарушается почвенный покров. Почва, лишенная покрова, очень быстро переносится ветром и потоками воды. И если не принять меры к приостановлению эрозии, она становится самым сильным средством истощения и разрушения земли.

Этот вид эрозии имеет место, когда дождь смывает тонкий слой поверхности почвы. На ранней стадии плоскостную эрозию трудно обнаружить. Но позднее фермеры замечают, что их урожаи скудеют, земля теряет плодородие.

Эрозия почвы может быть вызвана истощением земли или чрезмерным выпасом скота. Истощение земли - результат выращивания на ней одной и той же культуры в течение ряда лет без пополнения содержания питательных веществ в почве путем внесения удобрений. Это приводит к снижению плодородия почвы, а, следовательно, и объема урожаев. Также ухудшается связность почвы, становящейся чувствительной к эрозии. Выбивание пастбищ происходит при выпасе слишком большого поголовья скота на одном участке земли. Эти стада выедают и вытаптывают траву и растения быстрее, чем они растут, оставляя за собой голую землю.

Процесс эрозии проходит в два этапа. Вначале связные комья земли распадаются на отдельные частицы, которые затем смываются водой или уносятся ветром.

Так же можно рассмотреть капельную эрозию, как разновидность плоскостной. 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. В этих районах с обильными дождями капли бомбардируют поверхность грунта. Обычно растения принимают в основном этот удар на себя, но там, где нет растительности, дождь колотит по обнаженной земле, поднимая частицы почвы в воздух и отбрасывая их на расстояние до 1,5 м.

Кроме того, сила удара дождевых капель уплотняет грунт, и он покрывается твердой коркой. Это затрудняет просачивание дождевой влаги в почву и подстилающую породу, в результате большее количество воды течет по поверхности земли.

Эта вода (поверхностный сток) подхватывает несвязные частицы почвы и уносит их в ручьи и реки. В результате на дне рек часто оседает огромное количество плодородной почвы, что, к тому же, приводит к обмелению русел и наводнениям [1].

Этот вид эрозии образуется при чрезмерном выпасе скота или истощении земли, т.е. результат выращивания на ней одной и той же культуры в течение ряда лет без внесения удобрений. Так же можно рассмотреть, как разновидность плоскостной эрозии - капельную эрозию.

1.3   
Овражная (линейная) эрозия почв

Процесс линейного разрушения почвы и грунтов производится энергией движущейся воды, образовавшейся в результате выпадения ливневых дождей или бурного снеготаяния.

Овражная эрозия вначале проявляется в виде струйчатых размывов, затем промоин, последние все глубже врезаются в почву и подпочву. В большинстве случаев овражная эрозия следует за плоскостной эрозией, но иногда может развиваться самостоятельно.

Овраг является отрицательной формой рельефа и представляет собой глубокое крутосклонное русло временных водотоков. В каждом овраге можно выделить вершину, отвершки, дно, русло, устье, конус выноса, откосы и бровку (рис. 1.).

Рис. 1. Схема оврага и его частей (по П.С. Захарову) [1]: 1 - вершина оврага; 2 - бровка оврага; 3 - отвершки первого порядка; 4 - отвершки второго порядка; 5 - конус выноса; 6 - устье оврага

В своем развитии от зарождения до затухания овраги проходят четыре стадии роста в длину, ширину и глубину.

Первая стадия - стадия промоины и рытвины. Глубина оврага в этой стадии обычно не превышает 0,5 м, в поперечном сечении имеет треугольную форму. Длительность первой стадии формирования оврага характеризуется коротким промежутком времени.

Вторая стадия - стадия врезания оврага вершиной. В результате образования в вершине оврага перепада интенсивность его роста резко возрастает. Под воздействием стекающей воды вершина оврага обваливается, одновременно разрушается и углубляется его дно, благодаря чему боковые откосы также разрушаются и принимают вертикальную, неустойчивую форму.

Третья стадия - стадия выработки «профиля равновесия», когда русло оврага достигает местного базиса эрозии (меженного горизонта воды в реке или дна балки, в которую выходит овраг). Под действием длительного размыва русло приобретает продольный профиль, в виде вогнутой кривой с равномерно уменьшающийся уклоном в направлении от вершины к устью оврага. Выработка профиля равновесия сопровождается некоторым углублением дна и интенсивным осыпанием боковых склонов, что ведет к расширению оврага.

Четвертая стадия - стадия затухания, когда овраг приостанавливает свой рост в длину и ширину и прекращается его углубление. В результате профиль оврага становится постоянным. Склоны и вершина оврага постепенно зарастают. Начинает формироваться почвенный покров, овраг постепенно превращается в балку.

Наиболее интенсивное оврагообразование проявляется в районе Мозырской гряды. Глубина некоторых оврагов здесь достигает 40 м и более, длина - 2-3 км.

В зависимости от характера и места образования различают овраги донные, береговые, вершинные и клоновые. На территории республики овражная эрозия проявляется во всех формах. Преобладают береговые и донные овраги, вершинное оврагообразование развито слабо.

Береговые овраги образуются на берегах ложбин, лощин, балок и речных долин в результате концентрации стока по канавам, бороздам, кюветам и другим искусственно созданным водотокам. Это наиболее активный и распространенный тип оврагов. Длина их достигает 40-50 м, ширина 10-12 м, глубина до 10 м. Например, на Новогрудской возвышенности на их долю приходится 55,7% всей площади оврагов. Разновидностью береговых оврагов являются склоновые, образующиеся на склонах водосборных бассейнов.

Донные или вторичные овраги образуются на распаханных днищах старых балок в результате увеличения поверхностного (незаурегулированного) стока воды вышележащей водосборной площади. Встречаются повсеместно. На Новогрудской возвышенности донные овраги занимают 19,7% от всей площади оврагов.

Вершинные овраги образуются в вершинах балок или в балочных ответвлениях. Вершинные овраги, хотя встречаются редко, являются наиболее опасными для прилегающих земель, так как они имеют большие площади водосборов, благодаря чему у них весьма велики потенциальные возможности для роста.

В результате совокупного воздействия природных факторов, а также хозяйственной деятельности человека в республике образовались значительные по протяженности овражные системы, которые не только вывели большие массивы удобных земель из сельскохозяйственного использования, но и оказывают отрицательное воздействие на прилегающие территории. На Оршанско-Могилевском лёссовом плато плотность оврагов в отдельных местах доходит до 7-10 на 1 км² [1].

В своем развитии от зарождения до затухания овраги проходят четыре стадии роста в длину, ширину и глубину. В каждом овраге можно выделить вершину, отвершки, дно, русло, устье, конус выноса, откосы и бровку. В большинстве случаев овражная эрозия следует за плоскостной эрозией, но иногда может развиваться самостоятельно.

2. Географическое распространение водноэрозионных процессов на территории Беларуси

Факторы и закономерности развития эрозии. В настоящее время в Беларуси проблеме эрозии почв уделяется все возрастающее внимание, так как эрозия является одним из наиболее распространенных видов деградации почв, наносящих большой экономический и экологический ущерб. Она относится к числу тех глобальных проблем, актуальность которых не только не уменьшается в ходе исторического развития, но и приобретает все большую остроту. За последние 50 лет интенсивность эрозионных процессов в мире по сравнению со среднеисторической возросла в 30 раз.

Проблема эрозии почв актуальна для Беларуси, так как особенности рельефа, геоморфологии, характер почвообразующих пород и интенсивная антропогенная нагрузка на почвенный покров обусловили значительное ее развитие. Эродированные почвы на пашне занимают в республике 480 тыс. га (9,4% от общей площади). Кроме этого, 2108 тыс. га или 41,2% пахотных земель относятся к эрозионноопасным землям, которые при неправильном использовании могут быть подвержены эрозии. При этом в ряде районов вполне отчетливо прослеживается тенденция расширения ареалов действия эрозионных процессов.

Эрозия наносит существенный эколого-экономический ущерб. Проведенные исследования показывают, что на пахотных землях ежегодно с одного гектара водосборной площади с поверхностным стоком смывается или выносится ветром в среднем до 10-15 т твердой фазы почвы, 150-180 кг гумусовых веществ, безвозвратно теряется до 10 кг азота, 4-5 кг фосфора и калия, 5-6 кг кальция и магния.

Потери гумуса и элементов питания, ухудшение агрофизических, биологических и агрохимических свойств отрицательно сказываются на производительной способности эродированных почв. Средние недоборы урожаев зерновых культур из-за ухудшения свойств почв, подверженных эрозии, составляют в зависимости от степени их эродированности 12-40%; пропашных - 20-60; льна - 15-40; многолетних трав - 5-30%.

Экологический ущерб от эрозии выражается в том, что в условиях холмистого рельефа и близкого расположения пахотных земель к акватории водоемов смываемый мелкозем и биогенные элементы приводят к заилению и загрязнению рек и водоемов нитратами, фосфатами, хлоридами, пестицидами. Ухудшается качество поверхностных вод и водных ресурсов в целом.

Природными факторами, определяющими возможность возникновения эрозии на территории Беларуси, являются климат, рельеф, гранулометрический состав почвообразующих пород, растительность, сельскохозяйственное использование земель без учёта этих факторов.

При определенном сочетании режима осадков и рельефа возможно формирование стока, который является основной причиной возникновения водной эрозии почв. Формирование стока, на территории Беларуси, расположенной в зоне достаточного увлажнения, может идти на склоновых землях уже при слабых длительных дождях, и особенно сильно - при ливневых.

Наиболее опасной в эрозионном отношении является северная и центральная части республики, имеющие возвышенный и пересеченный рельеф, где распространены моренные и лёссовидные суглинки. На таких почвах, особенно на наиболее плодородных лёссах и лёссовидных суглинках, атмосферные осадки медленно проникают в глубь почвы, в основной массе стекают по поверхности, вызывая смывы и размывы. Почвы более легкого гранулометрического состава, имеющие большую водопроницаемость, способные поглощать даже обильные осадки и переводить их во внутрипочвенный сток, менее подвержены водной эрозии. В засушливые периоды они могут подвергаться ветровой эрозии.

Высокая распаханность территории также является одной из причин возникновения эрозии почв.

Однако вышеперечисленные факторы являются только фоном или предпосылкой для возникновения эрозионных процессов. Основной и непосредственной причиной возникновения последних является производственная деятельность человека. Это в первую очередь обусловливается уничтожением естественной растительности и распашкой. На севере Беларуси, где в основном распространены суглинистые почвы на морене с короткими склонами, развитие эрозионных процессов происходит в виде плоскостного смыва. В центральной части республики, где распространены почвы на пылеватых суглинках с более длинными склонами, развитие эрозионных процессов происходит в виде поверхностного смыва и глубинного размыва (образование оврагов).

В южной части Беларуси (Полесье), где в основном распространены почвы на мелкозернистых рыхлых песках, характеризующихся малой влагоемкостью, наблюдается развитие ветровой эрозии. Для ландшафта Полесья характерно наличие большого количества эоловых рыхлопесчаных гряд, островков, дюн, а также всхолмленных и слабоприподнятых равнин. Почвы на этих элементах рельефа при уничтожении древесной и травянистой растительности в результате мелиорации, прогона и пастьбы скота в периоды с малым количеством осадков быстро просыхают и уже при скорости ветра 3-4 м/сек часто подвергаются ветровой эрозии.

Эрозионная опасность усугубляется еще и тем, что значительная часть территории Полесья представлена маломощными торфяно-болотными почвами, подстилаемыми рыхлыми песками, которые после осушения оседают, торф частично минерализуется, а подстилаемые рыхлые пески постепенно обнажаются и развеиваются ветром. Возникновение и развитие эрозионных процессов на торфяно-болотных почвах происходит при сильном подсыхании верхнего слоя почвы и скорости ветра 7-8 м/сек. Это совпадает с весенним и весенне-летним периодом, когда почва слабо или вовсе не покрыта растительностью.

Таким образом, природные условия республики (относительно большое количество осадков, их интенсивность, неравномерное распределение по сезонам года, ветры, расчлененный рельеф), большая распаханность территории и не всегда правильное использование почв в сельском хозяйстве, а также их малая водопроницаемость и легкая размываемость способствуют проявлению эрозионных процессов.

В зависимости от основных факторов, обусловливающих развитие эрозионных процессов, на территории Беларуси выделяются следующие почвенно-эрозионные районы:

. Район проявления линейной и сильной плоскостной эрозии, охватывающий большую часть Минской, Новогрудской, Оршанской, Мозырской возвышенностей и Оршанско-Могилевское плато, занимает около 6,1% территории Беларуси. Для района характерны длинные склоны, дерново-подзолистые пылевато-суглинистые почвы, развивающиеся на мощных лёссовидных суглинках и лёссах, малая водопроницаемость, сравнительно большое количество талых вод весной и интенсивных дождей летом.

. Район проявления сильной плоскостной эрозии занимает 6,7% территории Беларуси - расчлененного рельефа Невельско-Городокской, Витебской и Латгальской возвышенностей, Белорусского Поозерья и Свенцянской гряды. Для данного района характерен холмистый рельеф, короткие склоны, пестрый гранулометрический состав почв, выпадение большого количества осадков, но небольшой снежный покров.

. Район средней плоскостной и слабой линейной эрозии занимает сглаженные слабохолмистые и волнистые площади Ошмянской, северной части Минской, а также Гродненскую и Волковысскую возвышенности, Копыльскую гряду и большую часть Оршанско-Могилевского плато. Площадь этого района составляет 17% территории республики. Здесь рельеф более спокойный и с меньшей глубиной базисов эрозии, чем в первом и втором районах, поэтому и почвенная эрозия проявляется слабее, хотя здесь преобладают почвы с малой водопроницаемостью, и во время сильных дождей может развиваться не только поверхностная, но и линейная эрозия.

. Район проявления средней плоскостной эрозии занимает 5,6% площади Беларуси с менее расчлененным рельефом в области Валдайского оледенения в полосе Мядель, Докшицы, Глубокое, Ушачи, Чашники, Шумилино, Сенно. Для него характерен сглаженный холмистый рельеф с короткими склонами, супесчаными и суглинистыми почвами.

. Район проявления слабой эрозии охватывает 23,8% территории Беларуси. Он занимает волнистые равнины с отдельными склонами средней крутизны, с суглинистыми супесчаными и песчаными почвами.

. Район распространения песчано-болотных и озерно-ледниковых равнин не опасен для водной эрозии. При неправильном использовании почв может развиваться ветровая эрозия. Этот район занимает 40,8% территории Беларуси (рис. 2.).

Рис. 2. Эрозия почв Беларуси

В процессе развития эрозионных процессов смываются водой и разрушаются ветром в основном верхние горизонты почв, в результате формируются почвы с иными свойствами - эродированные. В зависимости от того, какие горизонты разрушены и на каких горизонтах или почвообразующих породах образовываются новые почвы, свойства их будут разными.

Малая мощность культурного гумусового горизонта дерново-подзолистых почв делает проявление эрозии особенно заметным, ибо наряду с морфологическими изменениями почвы происходят большие изменения водно-физических и агрохимических свойств.

Так, если верхний пахотный горизонт в связи со смывом в основном представлен подзолистым горизонтом, для которого обычно характерно меньшее содержание физической глины, то он будет иметь более легкий гранулометрический состав. И, наоборот, если верхний пахотный горизонт сформировался на иллювиальных горизонтах, для которых характерно большее содержание физической глины, то он будет иметь более тяжелый гранулометрический состав. Так, с увеличением степени эродированности и на лёссовидных суглинках, и на моренных суглинках количество физической глины увеличивается, а содержание крупной пыли уменьшается 5-10%.

У почв, подверженных ветровой эрозии, теряется в первую очередь пылеватая фракция и происходит относительное увеличение песчаной фракции. В связи с утяжелением гранулометрического состава почв при смыве верхних горизонтов растет не только объемная (плотность сложения), но даже удельная масса (плотность твердой фазы), снижается пористость, капиллярная и полная влагоемкость.

Ввиду снижения содержания гумуса на эродированных почвах ухудшаются агрохимические показатели: снижается содержание элементов питания, растет кислотность за счет пропахивания нижних обедненных и кислых горизонтов.

Валовой химический состав верхних горизонтов и суглинистых, и песчаных почв Беларуси под влиянием эрозионных процессов (смыва водой и развевания ветром) изменяются, в большинстве случаев они принимают свойства нижележащих горизонтов [3].

Наиболее опасной в эрозионном отношении является северная и центральная части республики, имеющие возвышенный и пересеченный рельеф, где распространены моренные и лёссовидные суглинки. Высокая распаханность территории также является одной из причин возникновения эрозии почв. В южной части Беларуси (Полесье), где в основном распространены почвы на мелкозернистых рыхлых песках, характеризующихся малой влагоемкостью, наблюдается развитие ветровой эрозии.

горный почва эрозионный овраг

3. Комплекс противоэрозионных мероприятий

Мероприятия по использованию эродированных земель и борьбе с эрозией в первую очередь должны быть направлены на устранение причин, порождающих развитие эрозии почв, а также на повышение плодородия эродированных почв, поднятие их производительности в целях получения высоких и устойчивых урожаев.

В основу мероприятий по борьбе с эрозией почв положено правильное размещение на территории лесной и травянистой растительности и применение специальных обработок. В противоэрозионные мероприятия входят: соответствующая местным условиям система обработки почв, введение специальных севооборотов, применение нужных доз органических и минеральных удобрений, регулирование водного режима и т.д.

Поскольку эрозионные процессы возникают преимущественно на пахотных землях, основными мероприятиями по борьбе с этими процессами должны быть агротехнические: различные приемы обработки, посева, посадки, культивации, снегозадержания и регулирования снеготаяния, внесение повышенных доз органических и минеральных удобрений, широкое применение промежуточных культур и сидератов.

В севооборотах поля следует нарезать так, чтобы длинные стороны их имели направление поперек склона, прокладывать полевые дороги, чтобы они не давали начала развитию эрозии. При необходимости надо создавать систему полезащитных насаждений, проводить облесение оврагов, балок, песков, эродированных берегов рек, каналов и других земель, регулировать пастьбу скота, особенно на песчаных почвах.

Состав культур в севооборотах определяется хозяйственной необходимостью, но вместе с тем учитываются конкретные условия территории крутизна, длина и экспозиция склонов, эродированность почвенного покрова в целом и другие природные и экономические условия каждого хозяйства. С увеличением крутизны склонов и степени эродированности почв доля пропашных культур должна уменьшаться, а культур сплошного сева - увеличиваться. Поля севооборотов наиболее целесообразно размещать на почвах одной категории эродированности.

При размещении полей почвозащитные мероприятия дифференцируются по рабочим участкам. Каждый участок располагают на землях, однородных по рельефу, почвенному покрову и характеру эрозионных процессов, что дает возможность намечать определенный способ и условия его обработки и использования.

Все земли по возможности их использования и применения на них противоэрозионных мероприятий разделяют на следующие категории:

. Земли, не подверженные водной и ветровой эрозии. Противоэрозионные мероприятия не требуются.

. Земли, подверженные слабой эрозии (сток воды с этих земель угрожает нижележащим участкам). Для прекращения эрозии и регулирования поверхностного стока достаточно провести более глубокую вспашку с рыхлением подпахотного горизонта, вспашку и рядовой посев поперек склонов, обвалование зяби и т.д.

. Земли, подверженные средней эрозии. Кроме вышеуказанных мероприятий, необходимо делать прерывистое бороздование и водоотводные борозды.

. Земли, подверженные сильной эрозии. Кроме применения специальных приемов обработки, необходима противоэрозионная организация территории с применением лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий на землях приовражного фонда. Земли этой категории надо использовать в специальных севооборотах (почвозащитных), а при надежной защите от эрозии осваивать под сады и т.д.

. Земли, подверженные очень сильной водной или ветровой эрозии, непригодны для постоянного возделывания ценных сельскохозяйственных культур. Это пастбища и сенокосы, а также сильно эродированные пашни с ограниченным использованием, которые еще можно выделить в почвозащитный севооборот с 1-2 полями зерновых культур и с 5-10 полями многолетних трав.

. Земли, непригодные для включения в почвозащитный севооборот, используют под сенокосы или пастбища с нормированным выпасом и применением поверхностного улучшения.

Обычно земли первых трех категорий включаются в обычные севообороты с использованием в течение 1-2 лет многолетних трав. Для земель 4-5 категорий разрабатываются специальные севообороты, ограничивающие возделывание пропашных культур (4 категория) или исключающие пропашные (5-я категория). Многолетние травы занимают здесь от 30 до 80%, в зависимости от степени эрозии. Из зерновых культур на землях 4-5 категорий преимущественно возделываются озимые, так как они больший период времени предохраняют почву от эрозии.

Вся агротехника на склоновых землях должна быть направлена на предотвращение поверхностного стока и эрозии путем увеличения водопроницаемости почв, создания противоэрозионного рельефа, повышения почвозащитной роли растительного покрова. Для увеличения водопроницаемости, задержания влаги в почве, уменьшения поверхностного стока, и постепенного создания мощного окультуренного слоя необходимо последний периодически рыхлить или углублять без выворачивания на поверхность нижних, менее плодородных, горизонтов.

Вспашка поперек склонов является одним из наиболее простых приемов борьбы с эрозией почв. Она почти полностью предотвращает поверхностный сток воды, смыв почвы на выровненных односторонних склонах до 5 градусов. На более крутых склонах для задержания талых вод и уменьшения смыва дополнительно проводят бороздование и обвалование склонов. На сложных склонах - ложбинистых, вогнутых, выпуклых, двускатных и т.п. проводят прерывистое бороздование.

Поперечная вспашка и культивация, прерывистое бороздование, обвалование, лункование и другие приемы создают на пахотных землях противоэрозионный рельеф (бороздки, валики, гребни, лунки и т.д.), который задерживает осадки, предотвращает склоновый сток и смыв почвы. Вспашка с рыхлением подпахотного горизонта, глубокое безотвальное рыхление, щелевание и другие приемы обработки увеличивают водопоглощаемость почв, чем создают условия для максимального поглощения почвой осадков на месте их выпадения, уменьшают сток и смыв.

Агробиологические мероприятия также играют большое значение в борьбе с эрозией почв. Они основаны на противоэрозионных свойствах самих растений, их корневых систем, густоты покрытия. Поэтому правильный подбор культур для возделывания их на склоновых землях, размещение рядков поперек склонов, ранний и перекрестный сев, применение оптимально загущенных посевов, введение подсевных культур, увеличение площади многолетних и однолетних трав, внесение повышенных доз органических и минеральных удобрений, известкование (где это необходимо) и другие мероприятия способствуют оструктуриванию почв, повышению их плодородия и одновременно являются и противоэрозионными мероприятиями.

Борьба с ветровой эрозией песчаных почв главным образом сводится к закреплению их лесопосадками (подвижных песков, в основном средне- и сильноразвеваемых ветром). Слабо и частично среднеразвеваемые песчаные и супесчаные почвы необходимо использовать в сельскохозяйственных целях, применив на них комплекс агротехнических и лесомелиоративных мероприятий по борьбе с эрозией почв. Это достигается путем внесения повышенных доз минеральных и особенно органических удобрений в виде суспензии торфа, посева сидератов, раннего и перекрестного сева, правильной пахоты без выворачивания на поверхность нижележащих рыхлых песков, снегозадержания, посадки лесополос.

Для предотвращения развития эрозии почв на торфяно-болотных почвах необходимо обеспечить оптимальную влажность верхних слоев почвы, для чего в осушительной системе необходимо предусматривать двухстороннее регулирование водного режима, обусловливающее постоянную капиллярную связь между верхними и нижними горизонтами почвы. Вместе с регулированием водного режима необходимо применять также агротехнические мероприятия, которые способствуют уменьшению степени проявления ветровой эрозии. Например, прикатывание почвы кольчатым катком перед севом зерновых культур или после сева. Этот прием способствует резкому уменьшению и даже полному прекращению развевания торфа ветром, то есть создает шероховатую поверхность почвы.

Наряду с ветровой эрозией на торфяно-болотных почвах проявляется так называемая биологическая эрозия почв, то есть механическая усадка и минерализация под влиянием мелиорации.

Толщина ежегодного отложения (накопление) торфа в естественных условиях колеблется от 0,5 до 2,3 мм, или 1,5 т/га в год. Скорость сработки торфа в условиях Беларуси на осушенных и освоенных под пашню торфяно-болотных почвах составляет 1-3 см в год, или 15-45 т/га.

Изменение структуры посевных площадей, особенно на маломощных (менее 1 м) торфяно-болотных почвах, путем резкого уменьшения пропашных и увеличения многолетних трав резко сокращает развитие эрозии, а также способствует восполнению минерализуемого органического вещества до 50%, тогда как под пропашными его восполняется только до 20%.

В борьбе с эрозией почв важное место отводится лесомелиоративным мероприятиям, так как применение агротехнических мер по задержанию стока и смыва почвы не всегда бывает достаточным для полного прекращения эрозии, особенно овражной и ветровой. При этом лесные полосы на мелиорируемых землях целесообразно размещать вдоль канав перпендикулярно преобладающим ветрам. Эти полосы не только препятствуют развитию ветровой эрозии почвы, но и улучшают условия роста и развития сельскохозяйственных культур, защищая посевы летом от суховеев, всходы - от холодных весенних ветров. Ослабляя силу ветров, лесные полосы устраняют непродуктивное использование влаги из почвы, чем повышают относительную влажность в приземном слое воздуха.

Полезащитные полосы высаживают в малолесных районах на водоразделах сильнорасчлененного рельефа по границам полей севооборотов или внутри их на расстоянии 500-600 м одна от другой, шириной 6-20 м, размещая их перпендикулярно направлению преобладающих ветров.

Успешное решение глобальной и экологически выраженной проблемы разработки эффективных мер борьбы с эрозией в значительной степени зависит от учета региональных особенностей возникновения и развития эрозионных процессов.

Под противоэрозионной организацией территории понимают научно-обоснованную организацию состава, соотношения и размещения сельскохозяйственных земель, тесно увязанную с противоэрозионными мероприятиями, направленную на исключение развития процессов эрозии и производство максимального количества сельскохозяйственной продукции при минимальных затратах труда и средств. Она предусматривает создание противоэрозионных комплексов - сочетаний взаимоувязанных, правильно размещенных в рельефе мероприятий и приемов, направленных на сокращение интенсивности процессов эрозии, повышение плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур.

Создание противоэрозионных комплексов в Беларуси, характеризующейся чрезвычайным разнообразием геоморфологических, почвенных, агротехнологических, экологических и других условий, базируется на следующих принципах (Проектирование противоэрозинных комплексов…, Минск, 2005):

• Учет ландшафтных особенностей территории Беларуси.

• Количественная оценка противоэрозионной устойчивости почв, интенсивности проявления эрозионных процессов и противоэрозионной роли элементов почвозащитного земледелия.

• Приоритетность элементов почвозащитного земледелия в почвенно-экологических районах.

• Дифференциация противоэрозионных приемов в зависимости от степени эрозионной деградации почв.

• Формирование севооборотов, выбор приемов основной и специальной обработок почвы, а также системы удобрения на основе нормативной оценки их противоэрозионной роли.

• Оценка эколого-экономической эффективности противоэрозионных комплексов.

Такой подход в использовании земель республики позволяет в максимальной степени адаптировать земледелие к конкретным почвенно-экологическим условиям республики, предотвратить эрозионную деградацию почв и обеспечить их достаточную производительную способность, а также экологическую устойчивость агроландшафтов.

Разнообразие почв по генезису и литологии почвообразующих пород, а также гранулометрическому составу обусловливает их различия по устойчивости к эрозионным процессам. Разработка противоэрозионных комплексов невозможна без учета способности самой почвы противостоять размывающему действию водного потока. Проектирование противоэрозионных мероприятий предполагает наличие относительно однородных участков (площадей) по интенсивности проявления эрозии. Такие однородные участки объединяются в агротехнологические группы земель, которые отражаются на карте потенциального смыва почвы.

Для составления карты потенциального смыва почвы на топографической основе с рельефом выделяются водоразделы и ложбины. Перпендикулярно горизонталям проводятся линии стока от нижней части склона до верхней. В качестве нижней точки берется самая низкая отметка для данного участка на топографической карте, в качестве верхней - первая горизонталь от линии водораздела. Линии стока разбиваются на отрезки (100 м) и по ним определяется смыв почвы, причем для составления карты смыв почвы ливневыми осадками и талыми водами суммируется. Суммарный показатель наносится по каждому профилю (линии стока).

Группы земель по величине потенциального смыва выделяются в соответствии с предлагаемой градацией (т/га): I - < 2,0 (незначительная); II - 2,1-5,0 (слабая); III - 5,1-10,0 (средняя); VI - 10,1-15,0 (сильная); V - 15,1-20,0 (очень сильная); VI - > 20,0 (катастрофическая) [2].

В основу мероприятий по борьбе с эрозией почв положено правильное размещение на территории и применение специальных обработок. В противоэрозионные мероприятия входят: система обработки почв, введение специальных севооборотов, применение нужных доз органических и минеральных удобрений, регулирование водного режима и т.д.

Заключение

Эрозия может быть как естественной, так и вызванной антропогенными факторами. При вмешательстве в естественный кругооборот природы нарушается почвенный покров. Почва, лишенная покрова, очень быстро переносится ветром и потоками воды. И если не принять меры к приостановлению эрозии, она становится самым сильным средством истощения и разрушения земли.

Плоскостной вид эрозии образуется при чрезмерном выпасе скота или истощении земли, т.е. результат выращивания на ней одной и той же культуры в течение ряда лет без внесения удобрений. Так же можно рассмотреть, как разновидность плоскостной эрозии - капельную эрозию.

Другим видом эрозии являются овраги. В своем развитии от зарождения до затухания они проходят четыре стадии роста в длину, ширину и глубину. В каждом овраге можно выделить вершину, отвершки, дно, русло, устье, конус выноса, откосы и бровку. В большинстве случаев овражная эрозия следует за плоскостной эрозией, но иногда может развиваться самостоятельно.

Наиболее опасной в эрозионном отношении является северная и центральная части республики, имеющие возвышенный и пересеченный рельеф, где распространены моренные и лёссовидные суглинки. Высокая распаханность территории также является одной из причин возникновения эрозии почв. В южной части Беларуси (Полесье), где в основном распространены почвы на мелкозернистых рыхлых песках, характеризующихся малой влагоемкостью, наблюдается развитие ветровой эрозии.

В основу мероприятий по борьбе с эрозией почв положено правильное размещение на территории и применение специальных обработок. В противоэрозионные мероприятия входят: система обработки почв, введение специальных севооборотов, применение нужных доз органических и минеральных удобрений, регулирование водного режима и т.д.

Обработка почвы является важнейшим агротехническим противоэрозионным приемом. Удобрения оказывают многостороннее влияние на проявление эрозионных процессов. Совместное внесение органических и минеральных удобрений не только способствует повышению противоэрозионной стойкости почв, но также стимулирует формирование мощной корневой системы растений, то есть увеличение проективного покрытия почвы растительностью.

Список источников

1.   Жилко В.В. Водная и ветровая эрозия. - Мн.: Ураджай, 1986. 8 с.

2.   Клебанович Н.В., Аношко В.С., Чертко Н.К., Ковальчик Н.В., Черныш А.Ф. География почв Беларуси: учебное пособие. - Мн.: БГУ, 2009. 145 с.

.     Щепащенко Г.Л. Ливневая эрозия почв и методы борьбы с ней. - М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 1991. 178 с.