Меры по предотвращению эрозии почв

Содержание

 

Введение 3

Глава 1. Современное представление об эрозии почв 6

Глава 2. Анализ эрозии почв в Алтайском крае 12

Глава 3. Меры по предотвращению эрозии почв 22

Заключение 26

Список использованной литературы 30

 

 

 

Введение

Эрозия почв является одной из важнейших геоэкологических проблем для территории Алтайского края. Более 50 % земель изменено эрозией, насчитывается более 3,5 тыс. оврагов. Выделяются три зоны действия эрозии: преимущественно ветровой, преимущественно водной и совместного их действия. Ветровая эрозия (дефляция) распространена в западной части края на площади более 1300 тыс. га. На Приобском плато и прилежащих районах к ветровому разрушению присоединяется водная эрозия. Зона их совместного воздействия охватывает более 4200 тыс. га. В предгорной полосе Салаира и Алтая, на Бийско–Чумышской возвышенности водная эрозия преобладает на площади более 1500 тыс. га. В предгорных условиях хорошо зарекомендовало себя контурно-мелиоративное земледелие  [7].

Высокая степень сельскохозяйственного освоения территории Алтайского края, чрезмерная распаханность земель сельскохозяйственного назначения и недостаточная защищённость сельскохозяйственных угодий полезащитными лесными насаждениями, повышающими устойчивость сельскохозяйственных территорий к антропогенным воздействиям, привели к развитию эрозионных и дефляционных процессов. В степных районах доля дефлированных угодий составляет 70–95% их площади. Даже в южной лесостепи доля дефлированных земель достигает 24%, то есть  четвёртую  часть  сельскохозяйственных угодий. Преобладающая часть дефлированных земель находится в пашне. В процессе обследования [7] установлено, что эродированные земли в засушливой степи (чернозёмы южные) занимают 10% площади сельскохозяйственных угодий. По мере приближения к горам Салаира и предгорьям Алтая доля разрушенных водной эрозией земель возрастает, достигая максимальных величин в средней лесостепи (Бие–Чумышское плато). При этом в сухой степи доля дефлированных земель равна площади сельскохозяйственных угодий. Причём дефляции подвергается не только пашня, но и кормовые угодья, многолетние насаждения. В засушливой и колочной  степи  дефлирована  и  некоторая часть пастбищ вследствие повышения их ёмкости.  В  этих  зонах  получила  развитие поверхностная эрозия, достигая 14–15% площади сельскохозяйственных угодий в колочной  степи  и  27–30%  в  предгорьях Алтая. В лесостепи наряду с поверхностной эрозией, распространённой на пашне в средней и слабой степени, развиваются овраги, приуроченные в основном к кормовым  угодьям.  В  средней  и  южной  лесостепи до 60% площади пашни в различной степени смыто. В Присалаирье смыв имеет  место  на  всей  пашне  и  затрагивает почти половину сенокосов и пастбищ. Столь высокая сельскохозяйственная освоенность делает агроландшафты сухой, засушливой, колочной и луговой (предгорья Алтая) степей экологически неустойчивыми и испытывающими значительную антропогенную нагрузку. Более благоприятная экологическая ситуация наблюдается в лесостепной зоне, на что указывают коэффициенты экологической стабильности и антропогенной нагрузки. Однако широкое развитие эрозии (поверхностной и линейной), особенно в Присалаирье, указывает на заметное снижение устойчивости агроландшафтов и их природно-ресурсного и хозяйственного потенциалов [3].

Итак, на территории Алтайского края, эрозионные процессы получили широкое распространение. Более 50 % земель изменено эрозией, насчитывается более 3,5 тыс. оврагов. Выделяются три зоны действия эрозии: преимущественно ветровой, преимущественно водной и совместного их действия. Ветровая эрозия (дефляция) распространена в западной части края (Кулунда) на площади более 1300 тыс. га. На Приобском плато и прилежащих районах к ветровому разрушению присоединяется водная эрозия. Зона их совместного воздействия охватывает более 4200 тыс. га. В предгорной полосе Салаира и Алтая, на Бийско-Чумышской возвышенности водная эрозия преобладает на площади более 1500 тыс. га.

Таким образом, эрозия почв для Алтайского края особо актуальна, что и определило тему курсовой работы.

Цель работы – изучение эрозии почв на территории Алтайского края.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

- изучить современное представление об эрозии почв;

- проанализировать характер эродированности почв в Алтайском крае;

- рассмотреть меры по борьбе с эрозией почв в Алтайском крае.

Объектом исследования в данной курсовой работе является территория  Алтайского края. Предмет исследования – эрозия почв Алтайского края.

В работе были применены описательный, сравнительно-географический и библиографический методы исследований. Описательный метод использовался при рассмотрении и описании эрозии почв. Также в работе был проведен сравнительный анализ показателей эрозии для различных частей территорий Алтайского края. При написании работы мы обращались к различным информационным источникам и ресурсам, применяя, таким образом, библиографический метод исследования.

 

Глава 1. Современное  представление об эрозии почв

 

Эрозия почв - процесс разрушения почвенного покрова. Эрозия почв включает в себя вынос, перенос и переотложение почвенной массы. В зависимости от фактора разрушения эрозию делят на водную и ветровую (дефляция).Классификация эрозии почв отражена на рисунке 1.

Рисунок 1. Виды эрозии почв (составлено по [8])

 

Водная эрозия - процесс разрушения почвенного покрова под действием талых, дождевых или ирригационных вод.

По характеру воздействия  на почву водную эрозию делят на плоскостную и линейную.

Плоскостная (поверхностная) эрозия - смыв верхнего горизонта почвы под влиянием стекающих по склону дождевых или талых вод. Механизм поверхностной эрозии связан с разрушающей ударной силой дождевых капель и с воздействием поверхностного стока дождевых и талых вод.

Линейная (овражная) эрозия – размыв почв в глубину более мощной струей воды, стекающей по склону. На первой стадии линейной эрозии образуются глубокие струйчатые размывы (до 20–35 см) и промоины (глубиной от 0,3–0,5 до 1–1,5 м). Дальнейшее их развитие приводит к образованию оврагов. Линейная эрозия приводит к полному уничтожению почвы [8].

В горных районах наряду с  развитием обычных форм водной эрозии могут возникать селевые потоки (сели). Они образуются после бурного снеготаяния или интенсивных дождей, движутся с большой скоростью и увлекают огромное количество материала в виде мелкозема, гальки и крупных камней. Борьба с ними требует строительства специальных противоселевых сооружений.

По темпам развития различают  геологическую (нормальную) и ускоренную эрозию.

Геологическая (нормальная) эрозия – медленный процесс смыва частичек с поверхности почвы, покрытой естественной растительностью, при котором потеря почвы компенсируется в ходе почвообразования. Этот вид эрозии протекает повсеместно, практически не приносит вреда, и охраны почв не требует.

Ускоренная эрозия возникает при удалении естественной растительности, неправильном использовании почвы, в результате чего темп эрозии резко возрастает. Этот вид эрозии приводит к снижению почвенного плодородия, а иногда и к полному уничтожению почвенного покрова, и требует защиты почв.

Ветровая эрозия (дефляция) – процесс разрушения почвенного покрова под действием ветра. В зависимости от размера частиц они могут переносится ветром во взвешенном состоянии, скачкообразно и скольжением по поверхности. Различают пыльные (черные) бури и повседневную (местную) дефляция [6].

Пыльные бури повторяются раз в 3–20 лет, уносят до 15–20 см поверхностного слоя почвы. При этом крупные частицы почвы передвигаются на небольшие расстояния, задерживаясь у различных препятствий и в понижениях рельефа. Наиболее мелкие частицы почвы (<0,1 и <0,001 мм) в виде воздушной суспензии перемещаются на десятки, сотни и даже тысячи километров.

Повседневная дефляция более медленно, но регулярно разрушает почву. Она проявляется в виде верховой эрозии и поземки. При верховой эрозии частицы почвы поднимаются вихревым (турбулентным) движением воздуха высоко вверх, а при поземке они перекатываются ветром по поверхности почвы или перемещаются скачкообразно на небольшой высоте от почвы.

При перекатывании и скачкообразном движении частицы ударяются и  трутся друг о друга, что усиливает  их разрушение. Это способствует усилению дефляции.

Водная эрозия наиболее распространена в зонах серых лесных почв, черноземной, каштановой, в земледельческих районах таежно-лесной зоны, в горных областях.

Ветровая эрозия распространена преимущественно в районах недостаточного увлажнения и низкой относительной влажности воздуха: в районах неустойчивого увлажнения, в засушливых областях, в пустынях и полупустынях.

В результате эрозии происходит снижение плодородия почв (при поверхностной  водной эрозии и дефляции) или полное уничтожение почвенного покрова (при  линейной водной эрозии). Снижение плодородия связано с постепенным удалением  наиболее плодородного верхнего слоя и вовлечением в пахотный горизонт менее плодородных нижних горизонтов. Степень снижения плодородия зависит от степени смытости или сдутости.

В результате эрозии ухудшаются физические, химические и биологические свойства почвы. Снижается содержание и запас гумуса, часто ухудшается и его качественный состав, снижаются запасы элементов питания (азота, фосфора, калия и др.) и содержание их подвижных форм. Ухудшаются структурное состояние и сложение, уменьшается пористость и увеличивается плотность, что приводит к снижению водопроницаемости, увеличению поверхностного стока, снижению влагоемкости и запасов доступной для растений влаги. Потеря верхнего наиболее гумусированного и оструктуренного слоя ведет к снижению биологической активности почв: уменьшается численность микроорганизмов и мезофауны, снижается микробиологическая и ферментативная активность почв [10].

Кроме того, водная эрозия сопровождается рядом других неблагоприятных явлений: потерей талых и дождевых вод, уменьшением запасов воды в почве, расчленением полей, заилением рек, оросительных и дренажных систем, других водоемов, нарушению дорожной сети и т.д.

В конечном счете, ухудшение  плодородия эродированных почв приводит к снижению урожая сельскохозяйственных растений.

Различают природные и социально-экономические условия развития эрозии. В первом случае, сами природные условия предрасположены к проявлению эрозионных процессов. Во втором случае, развитию эрозии способствует неправильное использование земель человеком. К природным условиям относятся климат (количество, интенсивность и величина капель дождевых осадков; мощность снегового покрова и интенсивность его таяния), рельеф (крутизна, длина, форма и экспозиция склона), геологическое строение местности (характер горных пород - их податливость к размыву, смыву и дефляции, наличие плотных подстилающих пород), почвенные условия (гранулометрический состав, структурность, плотность и влажность верхнего горизонта) и растительный покров (присутствие и характер растительного покрова, наличие дернины и подстилки).

При диагностике эродированных почв учитывают, какие горизонты почвы снесены при развитии водной или ветровой эрозии, за счет каких горизонтов образуется пахотный слой и каково его плодородие [10].

Почвы, подверженные водной эрозии, разделяются на слабо-, средне- и сильносмытые. Ниже приводится диагностика почв разной степени смытости для основных типов почв (таблица 1).

 

 

Таблица 1 - Классификация и диагностика эродированных почв [10]

Виды почв	Подвиды	Характеристика
1	2	3
Дерново-подзолистые и светло-серые  лесные почвы	Слабосмытые	вспашкой затронута верхняя  часть горизонта А2В, пахотный слой заметно осветлен и имеет буроватый оттенок, на поверхности почв редкая сеть промоин; залегают на пологих склонах (уклон не более 3°).
	Среднесмытые	в пашню вовлечены целиком или  частично горизонты A2B и В1, цвет пашни бурый и сильнопятнистый; поверхность почвы размыта частой сетью промоин; залегают на покатых склонах (с уклоном 3-5°).
	Сильносмытые	распахана средняя или нижняя часть  горизонта В2, встречаются отдельными участками на сильнопокатых волнистых склонах с уклонами до 5-8°; поверхность почвы отличается бурым цветом и сильно выраженной глыбистостью.
Серые и темно-серые лесные почвы с установившейся глубиной их вспашки не менее 20-25 см при первоначальной мощности гумусовых горизонтов (А1+А1А2) 30-40 см.	Слабосмытые	гумусовые горизонты смыты не более  чем на ⅓ первоначальной мощности, горизонт A2B в пашню не вовлекается совсем или очень слабо, на поверхности пашни мелкие промоины.
	Среднесмытые	гумусовый слой смыт более чем на ⅓ в пашню вовлекается верхняя часть горизонта B1; пахотный слой отличается буроватым оттенком.
	Сильносмытые	гумусовый слой смыт полностью, пахотный слой представлен в основном горизонтом В и имеет бурый цвет.
Черноземные почвы А. Черноземы мощные и среднемощные всех подтипов с установившейся глубиной вспашки не менее 22 см при первоначальной мощности гумусовых горизонтов (А+В1) > 50 см.	Слабосмытые	горизонт А смыт на 30 %, пахотный слой не отличается по цвету от несмытых почв; на поверхности почвы мелкие промоины.
	Среднесмытые	горизонт А смыт более чем  наполовину; пахотный слой имеет буроватый  оттенок
	Сильносмытые	смыт полностью горизонт А и  частично B1; пахотный слой имеет буроватый или бурый цвет, характеризуется глыбистостью и склонностью образовывать корку
Продолжение таблицы 1
Черноземные почвы Б. Типичные, обыкновенные и южные  черноземы с установившейся глубиной вспашки не менее 20 см при мощности гумусовых горизонтов до 50 см.	Слабосмытые	смыто до 30 % первоначальной мощности гумусовых горизонтов; в пашню вовлекается небольшая верхняя часть горизонта В1
	Среднесмытые	гумусовые горизонты смыты на 30-50 %, при вспашке значительная часть  или весь горизонт В1 вовлекается в пахотный слой, последний подстилается переходным горизонтом В2
	Сильносмытые	смыта большая часть гумусовых  горизонтов, распахивается и часть горизонта В2, окраска пашни близка к цвету породы
Каштановые почвы	Слабосмытые	смыто до 30 % первоначальной мощности гумусовых горизонтов (А+В1), в пашню вовлекается верхняя часть горизонта В1
	Среднесмытые	смыто 30-50 % мощности горизонтов А+В1; при вспашке значительная часть или весь горизонт В1 вовлекается в пахотный слой
	Сильносмытые	смыта большая часть гумусового слоя, распахивается горизонт В2, цвет пашни приближается к цвету почвообразующей породы

 

Таким образом, главный негативный результат эрозионных процессов – уменьшение мощности почвы, уничтожение наиболее плодородных верхних горизонтов и их замена на мало плодородный нижний слой почвы, вплоть до материнской породы. Формирующийся веками почвенный покров в короткий срок утрачивает свои многообразные экологические функции и главнейшую из них производительную силу. Основная причина развития эрозионных процессов - бессистемное использование земель без агрофитоценотической защиты. Основные противоэрозионные мероприятия в ландшафтной системе земледелия: лесомелиоративные, агротехнические, гидротехнические и организационно-хозяйственные.

 

Глава 2. Анализ эрозии почв в Алтайском крае

 

Особенность почвенного покрова  и почв края обусловлены его географическим положением на границе двух резко различных в природном отношении областей – горной и равнинной. В свою очередь наличие такого разнообразного почвенного покрова обуславливает богатство земельных ресурсов и возможность их использования в сельском, лесном и заповедном хозяйстве.

В структуре земельных  угодий края (на общей площади 16,8 млн. га) больше половины земельной площади составляют сельскохозяйственные угодья – 10,9 млн. га, земли населенных пунктов – 2,08 млн. га, земли промышленности и транспорта  – 124 тыс. га, земли лесного фонда – 3,45 млн. га, земли водного фонда – 200 тыс. га и земли запаса – 69,5 тыс. га. Структура земельного фонда Алтайского края по категориям земель отражена на рисунке 2.

 

 

 

Рисунок 2 - Структура земельного фонда Алтайского края по категориям земель в 2010 году (составлена по [13])

 

На сравнительно небольшой  территории края выделяются почти все  типы почв, встречающие на территории России. Качественный состав почв равнинной территории края характеризуется большим разнообразием типов почв, при этом большую часть занимают чернозёмы и серые лесные почвы (таблица 2 и рисунок 3).

На территории края в пределах геоморфологических частей выделяют следующие  почвенные зоны:

Зона каштановых почв сухих  степей.

Зона чернозёмов засушливой и умеренно засушливой колочной степи.

Зона выщелоченных чернозёмов и серых лесных почв средней лесостепи.

Зона оподзоленных и выщелоченных чернозёмов, темно-серых и серых лесных почв предгорий Салаира.

Зона чернозёмов предгорных равнин, предгорий и низкогорий Алтая.

Пояс горно-лесных почв низкогорий, среднегорий и высокогорий Алтая [7].

 

Таблица 2 – Состав и соотношение основных типов почв

Алтайского  края [7]

Тип почв	Площадь, тыс.га	От общей площади, %
Дерново-подзолистые	989,2	3,9
Серые лесные	2964,1	11,7
Чернозёмы	5618,9	22,6
Каштановые	1308,8	5,1
Лугово-чернозёмные	705,8	2,7
Лугово-каштановые	98,2	0,5
Луговые	382,6	1,5
Лугово-болотные	538,5	2,1
Болотные торфянистые	301,1	1,2
Солонцы	757,1	2,8
Солончаки	125,5	0,5
Солоди	68,4	0,3
Аллювиальные	823,8	3,2