Эрозия

Вади в Палестине.

Пидкововидний меандр в каньоне река Колорадо, США.

Эрозия (от лат. вырывать ) ( рус. эрозия , англ. erosion ; нем. Erosion f) -

1. Разрушение почвы или горных пород водным потоком, воздухом ( ветром), льдом. Эрозия - один из главных факторов формирования рельефа земной поверхности. Часть процесса денудации. Различают склонно и русловой эрозии. В результате эрозии образуются овраги, балки, речные долины подобное. Кроме Земли, явления эрозии наблюдаются и на других планетах Солнечные системы, в частности на Марсе.
2. Разрушение металла или металлических изделий, обусловленное действием механических факторов или электрических разрядов.
3. Размывание, разъедание, вытравливания.

1. Разновидности

Выборочная эрозия

( рус. Избирательная эрозия , англ. differential erosion, selective erosion ; нем. selektive Erosion f) - выборочное разрушение почвы или горных пород действием проточной воды. Наблюдается в районах выхода на земную поверхность податливых размыва глинистых пород или в зонах сильного дробления пород вдоль трещин, разломов, сбросов и т.д.. Синоним - эрозия селективная.

Регрессивная эрозия

( рус. регрессивная эрозия , англ. retrogressive erosion, headward erosion, backward erosion ; нем. rckschreitende Erosion f, rckwrtsschreitende Erosion f ) - Процесс разрушения и смыва горных пород поверхностным водотоком, который распространяется от низовья вверх по течению. Ведет вместе с глубинной эрозией к формированию продольного профиля равновесия. Может также вызвать (как правило, в горных странах) главные перехвата год соседних бассейнов. Синоним - отступающая эрозия.

Полный цикл эрозии -

завершен эрозионный цикл, который привел к заключительной стадии развития рельефа - пенеплена.

2. Эрозия почвы и ее виды

Интенсивное выращивание культурных растений на незакрепленных вулканических почвах в условиях морского климата приводит к быстрому развитию эрозии. Склоны вулканического конуса Эль-Палмар, Тенерифе, Канарские острова.

Эрозия почвы (от лат. erosio - Разъедание) ( рус. эрозия почвы , англ. soil erosion ; нем. Bodenerosion ) - Это разрушение его верхнего плодородной горизонта почвы и грунтов под воздействием природных и антропогенных факторов. В зависимости от природных факторов разрушения почвы, различают водную и ветровую эрозию.

По степени проявления эрозии почв делят на нормальную и ускоренную.

• Нормальная, или геологическая эрозия проявляется в естественных условиях (без вмешательства человека) и происходит медленнее, чем формирование профиля почвы во время процессов почвообразования. Она наблюдается на целинных землях, в лесах, на лугах и, как правило, не приводит к образованию эродированных почв.
• Ускоренная, или антропогенная эрозия возникает в результате нерациональной хозяйственной деятельности человека и происходит интенсивнее, чем процессы почвообразования. Она приводит к образованию эродированных почв.

2.1. Водная эрозия

(Англ.) Карта распространения водной эрозии в мире.

Образование оврагов-Лавака и бедленды результате водной эрозии. Мадагаскар.

Водная эрозия проявляется в смывании верхнего слоя почвы или размывании его в глубину под воздействием талых, дождевых и поливных (ирригационных) вод.

По характеру разрушения почвы водная эрозия подразделяется на:

• капельную - раздробление агрегатов почвы ударами дождевых капель, в результате чего щели грунта забиваются илистыми фракциями, уменьшается водопроницаемость и усиливается поверхностный сток и смыв почвы;
• плоскостность, или поверхностную, когда почва равномерно смывается небольшими ручьями талых и дождевых вод по всей поверхности площади;
• линейную, или глубинную, когда почва размывается вглубь концентрированными потоками воды;
• ирригационную, которая возникает в условиях неправильно организованного орошения на склоновых землях, когда по линии течения поливной воды являются склоны, способные к размыванию.

Развитие водной эрозии тесно связан с рельефом местности. Как правило, разрушение почв начинается на склонах крутизной 1-2 . По степени змитости почвы делятся на слабо-, средне-, сильнозмити и размыты. Степень змитости почвы определяется сравнением эталонного (незмитого) грунта с профилем смытого. Притом считается, что в слабкозмитих почвах смыто не более половины гумусового горизонта Н (А), середньозмитих - смыт верхнюю часть переходного (илювиального) горизонта, а в размытых грунтах эрозией разрушено весь профиль, и на поверхность выходят грунтотворни породы.

2.2. Ветровая эрозия

Каменные останцы, образованные ветровой эрозией. Солончак Уюни, Боливия

Ветровая эрозия, или дефляция, возникает при сильных ветров, которые выдувают почву. Интенсивность выдувания почвы в значительной степени зависят от его гранулометрического состава и содержания в нем гумуса. В частности, на грунтах супесчаного гранулометрического состава ветровая эрозия начинает проявляться при скорости ветра 3-4 м / с, на легкосуглинковых - 4-6 м / с, на тяжелосуглинистых - 5-7 м / с и на глинистых - 7-8 м / с. Песок (0,05-0,10 мм) перемещается при скорости ветра С-3, 5 м / с на высоте 15 см. Доли почвы размерами 0,25 мм переносятся ветром в воздухе. Если увеличивается сила ветра - возрастает интенсивность ветровой эрозии.

Различают зоны дефляции, откуда выдувается грунт, и зоны аккумуляции, где он накапливается. В зоне аккумуляции на суглинистых почвах образуются наносные почвы, а при рассеиванию песков - погребен под них почву.

Различают два типа ветровой эрозии:

• Повседневную дефляция вызывают ветры даже малых скоростей (5 м / с), происходит она медленно и незаметно, преимущественно на песчаных, супесчаных и карбонатных почвах. По этому виду дефляции могут наблюдаться обнажения семян, завернутого в почву, а также повреждения молодых всходов растений. Сильнее повседневная дефляция проявляется на витроударних склонах, которые не защищены лесополосами.
• Пылевые бури (черные бури на Украине) активный и вредный вид дефляции. Такие бури возникают под воздействием сильного ветра (со скоростью более 12-15 м / с) и могут распространяться на большие территории, уничтожить посевы на сотнях тысяч гектаров, снести много плодородной почвы. Пыль, которая поднимается во время бурь на значительную высоту, может перенестись на большие расстояния. Черные бури катастрофическое снижают плодородие почвы не только в тех местах, где они возникают, а звдають ущерб сельскому хозяйству в тех районах, где откладываются пылевые массы.

Ветровая эрозия распространена там, где нет препятствий сильным ветрам, и где отсутствует природный растительный покров, защищающий поверхностные слои почвы, распаханного на больших площадях. Локальная ветровая эрозия наблюдается и на бесструктурных песчаных почвах. Особенно опасны пески у озер и прибрежных морей, где часто дуют сильные ветры.

2.3. Антропогенное воздействие

Кроме водной и ветровой эрозии, выделяют еще так называемые пастбищную, агротехническая и техническую.

• Пастбищная эрозий я заключается в механическом разрушении и перемещении грунта копытами животных на склонах балок вследствие увеличения нагрузки на ограниченную площадь пастбища.
• Агротехническая эрозия сводится к перемещению грунта при его обработке. Так, во время пахоты поперек склона вследствие неполного переворачивания ломтя вверх наблюдается осыпание земли вниз по склону. Грунт на склонах частично перемещается вниз и при культивации, боронования, посева.
• Техническая, или технологическая эрозия происходит при добыче открытым и подземным способами различных полезных ископаемых, засыпки грунта слоем строительного мусора во время строительства жилых и промышленных объектов, использования грунта для прокладки транспортных путей и т.д..

3. Факторы и условия возникновения и развития эрозионных процессов

Корни растений противодействует водной эрозии почв.

"Сфинксы" Чурук-Су образованные ветровой эрозией склонов Крымских гор, Украина.

Залеснения значительно замедляет как водную, так и ветровую эрозию даже крутых склонов. Катовице, Польша.

Чрезмерное распашка без остатка буферных земель вокруг водных потоков приводит к прогрессирующему развитию водной эрозии.

Факторы, влияющие на возникновение и интенсивность эрозионных процессов, делят на две группы: естественные и социально-экономические, связанные с хозяйственной деятельностью человека. Современная эрозия, как правило, проявляется в случае объединения двух групп факторов. Природные факторы создают условия для возникновения эрозии, а неправильная производственная деятельность человека является основной причиной, которая приводит к интенсификации ее развития.

К природным факторам относятся:

• рельеф местности,
• климат,
• осадки,
• ветер,
• температура воздуха,
• растительность
• и собственно грунт.

Основными факторами развития водной эрозии являются особенности и интенсивность выпадения осадков, толщина снежного покрова, глубина промерзания почвы, интенсивность таяния снега, а также рельеф местности - крутизна и протяженность склонов, их форма. Так, на склонах с выпуклым профилем на верхних участках (при крутизне до 2 ) смывание почвы не наблюдается, а с увеличением крутизны вниз по склону интенсивность смыва почвы повышается. В частности, доказано, что эрозионные процессы наиболее выражены на коротких склонах (100-200 м), где средняя крутизна достигает высоких значений (2,8-3 ). Если длина склонов 700 м и более, то средняя их крутизна уменьшается до 1,50-2,08 , соответственно снижается и эродированность почвенного покрова.

Согласно рельефа ветровая эрозия прежде всего проявляется на выпуклых участках поверхности и на склонах с преобладающими ветрами. Определяющим фактором процессов эрозии, как почвообразование, являются климатические особенности любого района. При этом важное значение имеет количество атмосферных осадков и их интенсивность, скорость ветра. Например, в степной зоне интенсивность водно-эрозионных процессов в основном определяется количеством осадков в виде ливней и в меньшей степени сточных вод. В Лесостепи смывания и размывания почвы равной степени зависит от стока ливневых и талых вод, хотя в общем объеме поверхностного стока большую часть занимают талые воды. На Полесье на интенсивность эрозионных процессов влияют количество осадков в виде снега и скорость его таяния.

Запасы воды в снежном покрове на начало весеннего снеготаяния, которые определяют величину стока талых вод и влагообеспеченность почвы в весенний период, составляют в среднем 20-40 мм с отклонением от 10 мм в южных районах Степи до 70 мм и более в Полесье. Высота снежного покрова и запасы влаги и снега уменьшаются с северо-запада на юго-восток.

Территория Украина является своеобразным районом интенсивных атмосферных процессов. Циркуляция воздушных масс определяет систему господствующих ветров: на западе преобладают ветры западных румбов, несущие поток воздуха из Атлантики, на востоке - юго-восточных и южных, обусловленные наличием сибирского антициклона. В результате столкновения теплой воздушной массы с холодным ветровым барьером ветер усиливается до 25-30 м / с и более, что приводит к поземки и пылевых бурь. В зависимости от ветровой активности, на Украине выделяют несколько провинций. Провинция активной дефляции расположена на юго-востоке (южные части Николаевской, Запорожской, Донецкой, Луганской и Херсонской областей).

Степень развития ветровой эрозии зависит от пылеобразующими площади, под которой понимают распаханные земли, не разграничены препятствиями (полосами, полями многолетних трав и т.д.). С увеличением таких площадей повышается скорость ветра над поверхностью почвы, насыщенность воздушного потока пылью и соответственно разрушительная сила его (лавинный эффект). Возникновение и развитие ветровой эрозии значительно зависит от гранулометрического состава почвы. В естественном состоянии выдуваются легкие почвы - песчаные и супесчаные. Легко выдуваются распаханы карбонатные черноземы и карбонатные темно-каштановые почвы.

Растительный покров выполняет чисто почвозащитную роль. Чем лучше он развит, тем слабее проявляется эрозия. Это объясняется тем, что корни растений крепко скрепляют почвенные частицы и как своеобразная "арматура" препятствуют смыву, размыва и развенчании почвы. Надземный покров растений принимает на себя ударную силу дождевых капель, оберегая структурные отдельности почвы от разрушения дождевыми каплями или ослабляя их действие. Густая растительность резко замедляет скорость поверхностного стока, способствуя лучшему поглощению воды, а также задерживает почвенные частицы, которые смываются с верхних частей склонов.

Дернина и подстилка, обладая высокой влагоемкостью и хорошей водопроницаемостью, легко впитывают воду и хорошо сохраняют в минеральном верхнем горизонте некапиллярная щели, созданные почвенной фауной и корнями.

4. Жаль результате эрозии почв

Разрастание овражно-балочной сети на склонах сельскохозяйственных земель. Истсайд, Великобритания.

Жаль результате эрозии почв чрезвычайно велика и разнообразна.

Эродированный почва теряет значительное количество гумуса. Например, в темно-серых оподзоленных почвах слабо-и середньозмитих ( Киевская область) по сравнению с незмитимы, содержание гумуса соответственно уменьшился на 0,2 и 0,3%, а запасы в метровом слое - на 30 и 50 т / га. Еще большие потери гумуса наблюдаются в опидзоленихчорноземах ( Черкасская область). Так, если в незмитих почвах содержание гумуса в слое 0-20 см составляет 3,9%, то в слабозмитих 3,3%, а в середньозмитих - 3,0%. При этом из содержания гумуса в метровом слое незмитих почв - 432 т / га, в слабозмитих составляют 194 т / га, т.е. на 238 т / га меньше, чем на незмитих. Несколько меньший спад содержания гумуса в слое 0-20 см и меньше его запасы в метровом слое в черноземах типичных ( Тернопольская область), южных ( Запорожская область), а также в темно-каштановых (Запорожская область) почвах. Доказано, что с смыванием каждого сантиметра гумусового горизонта потенциальная врожайність зерна знижується на 0,5-2,0 ц/га, а з втратою 1 т гумусу запаси корисної енергії у ґрунті зменшуються на 0,9-1,1 кДж/га.

По данным Інституту землеробства УААН у разі змиву 150 т/га ґрунту втрати поживних речовин внаслідок ерозії в Україні щороку становлять: сульфату амонію - 629 тис. т, суперфосфату - 290 тис. т і калійної солі 210 тис. тон. Такої кількості туків достатньо для вирощування 875 тис. тон зерна. В еродованих ґрунтах істотно знижується не тільки кількість макро-, але й мікроелементів, особливо марганцю і міді.

На склоновых землях не используется значительная часть осадков вследствие увеличения поверхностного стока, особенно во время таяния снега. А це дуже небажано для південних областей України, де випадає мала кількість опадів.

Лінійна водна ерозія зменшує площу орних земель за рахунок розвитку ярів, замулювання ґрунтів на заплавах, ставків, водоймищ, річищ річок, зрошувальних каналів тощо.

Внаслідок вітрової ерозії руйнується ґрунтовий покрив, забруднюється повітря, що завдає великих збитків і шкодить здоров'ю людей. Вітрова ерозія шкідлива для посівів. Найчастіше ґрунтовими частками під час пилових бур пошкоджуються ніжні весняні сходи цукрових буряків, соняшнику і кукурудзи. Часом із ґрунтом здуваються і рослини, які вже вкоренились.

5. Эколого-экономическая оценка ущерба вследствие эрозии почв

Втрата сільськогосподарських угідь на схилах Лесового плато внаслідок водної ерозії. Ганьсу, Китай.

Незахищені рослинністю ділянки розораних ґрунтів відразу ж піддаються водній ерозії.

Водна ерозія ґрунтів - це не лише структурні порушення, але й, в першу чергу, збіднення на вміст гумусу та мікроелементів.

Суть убытков вследствие эрозии заключается прежде всего в потере почвой основной качественной оценки - плодородия за счет ускоренного смыва и размыва почвы и выдувания ветром. При цьому втрачається верхній найродючіший шар ґрунту, який містить гумус, поживні речовини (азот, фосфор і калій), мікроелементи і біологічно активні речовини. Во время размыва почвы образуются овраги, в результате чего угодья теряют не только плодородие, но и саму площадь. Землі переходять у розряд закинутих, не придатних для сільськогосподарського використання.

Прямые убытки вследствие эрозии почв рекомендуется характеризовать следующими количественными показателями:

• площею змитих і зруйнованих ярами земель;
• толщиной слоя плодородной почвы, смыта с поверхности или полностью уничтожена оврагами;
• об'ємом і масою втраченого ґрунту;
• массой гумуса и основных питательных элементов (азота, фосфора и калия), которые содержатся в потерянном почве;
• уменьшение длины гона из-за роста оврагов
• увеличение удельного сопротивления смытых почв;
• массой соответствующего количества органических и минеральных удобрений, которым можно восстановить плодородие, утраченную в результате эрозии.

Первым следствием прямых физических убытков вследствие эрозии является снижение плодородия почвы, а следовательно, и урожайности сельскохозяйственных культур, другим - увеличение ресурсов на обработку эродированных земель из-за повышения удельного сопротивления грунта и коротких гона. Так, наприклад, у разі зменшення вмісту гумусу в ґрунті з 6 до 2% щільність складення його зростає на 50%, а водопроникність ґрунту і його вологість - у 15-20 разів. Кроме того, следствием использования эродированных земель является необходимость применения на них повышенных норм высева сельскохозяйственных культур из-за того, что часть семян смывается, а вторая часть не сходит в результате ухудшения условий произрастания. Для характеристики всіх видів економічних збитків унаслідок ерозії необхідно враховувати такі два критерії:

• сумму увеличения приведения потерь;
• сумму потерь прибыли.

Для получения этих критериев необходимо определять такие исходные экономические показатели:

• приріст прямих витрат на ліквідацію наслідків ерозії;
• стоимость валової продукції недобору врожаю з еродованих земель;
• увеличение прямых затрат в результате использования эродированных земель;
• полную среднегодовую (отчетную) себестоимость единицы сельскохозяйственной продукции по области за последние пять лет;
• структуру полной себестоимости единицы продукции с выделением в ее составе удельного веса зарплаты и материальных затрат;
• прямые затраты на сбор, транспортировку и доработку единицы продукции;
• приблизительное соотношение применяемых и используемых фондов и оборотных материальных средств во время проведения обработки;
• коэффициенты ежегодного погашения капитальных вложений на мелиорацию эродированных почв, экономической эффективности капитальных вложений для отраслей сельского хозяйства и экономической эффективности капитальных вложений в хозяйство страны в целом;
• структуре прямых затрат на мелиорации эродированных земель и выделение ее в составе прямой зарплаты и материальных затрат.

6. Борьба с эрозией

Кроме водной и ветровой эрозии, иногда на склонах различной крутизны наблюдается всплывающая эрозия. Почвенный покров перенасыщен грунтовыми или талыми водами, может постепенно или же внезапно всплывать, вследствие чего сносятся его плодородные слои. Позже это может привести к овражной эрозии.

В последнее время в некоторых районах орошения наблюдается ирригационная эрозия от орошения почвы напуском воды и, в частности, от его дождевания. Неправильное орошение может привести к засолки почв. Грунтовые воды поднимаются к поверхности. После испарения воды растворимые соли, содержащиеся в ней, остаются в приповерхностных слоях, что приводит к их засолению. Чтобы предотвратить эти явления, необходимо проводить химический анализ вод и соответственно определять способ орошения.

Задача охраны почв заключаются в претворении в жизнь научно обоснованной системы организационно-хозяйственных, агротехнических лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий, направленных на рациональное использование земельных ресурсов, сохранение и повышение плодородия почв, воспроизведения их производительности с целью наилучшего использования всех биологических возможностей наземных экосистем. Эффективность этих мероприятий зависит от глубины качественных изменений в почвенном покрове, вызванных стихийным или антропичних влиянием, а также от физико-географических и прежде почвенно-климатических условий.

Организационно-хозяйственные мероприятия предусматривают выращивание на крутых лесов, их надежно защищают, или садов. Вдоль водных артерий выделяются специальные защитные леса водорегулирующих значение. На склонах с маломощными почвами, легко разрушается, нельзя выращивать пропашные культуры, не допускается выпас скота на легких, слабо закрепленных дерном почвах.

Агротехнические мероприятия определяются видом эрозии почв и типом ландшафта. Так, на землях, подверженных водной эрозии, пахоту, сев, культивацию почвы проводят поперек склона. Такая вспашка уменьшает в 3-4 и более раз поверхностный сток.

Эффективным способом борьбы с водной эрозией является размещение борозд и рядов растений под прямым углом к ​​поверхностного стока. С этой целью в условиях слабо-рассеченного рельефа применяют контурный возделывание почвы. Хорошие противоэрозионные результаты дают почвозащитные севообороты, размещение сельскохозяйственных культур полосами поперек склона, заложенные почв на склонах. Очень эродированные земли нужно переводить с пахотных на луга.

В районах распространения ветровой эрозии применяют почвозащитные севообороты, размещают полосами посевы и пары, высевают буферные полосы из многолетних трав, проводят снегозадержание, безотвальных обработка почвы с оставлением стерни на поверхности поля, заложенные эродированных земель. Существенное значение для борьбы с ветровой эрозией иАе улучшения структуры почвы.

Для борьбы с водной или ветровой эрозиями с успехом применяют мульчирование почвы. Материалом для мульчи может быть стерня, пожнивные и послеуборочные остатки, стружка, опилки, специальную бумагу, пластмассовая пленка и т.п..

Для охраны почв от ветровой эрозии последнее время применяют и химические методы, которые заключаются в защите поверхностного слоя специальными химическими веществами.

В горных районах противоэрозионные мероприятия заключаются в террасировании склонов, их лугов (в засушливых районах), строительстве противоселевых сооружений, регулировании выпаса скота. Особое значение имеет сохранение лесных фитоценозов, выращивание смешанных насаждений, практикование выборочных и семенной-лесосечных рубок леса.

Агролесомелиоративные мероприятия имеют важное значение для улучшения микроклиматических условий, снегозадержание и борьбы с ветровой эрозией. На роль полезащитного лесоразведения в борьбе с засухой и эрозионными процессами указывал еще В. В. Докучаев. За советский период в стране создана система полезащитных лесных полос, которая защищает посевы от суховеев и черных бурь, улучшает водный режим почвы и предотвращает эрозию. Урожайность зерновых на защищенных полосами полях повышается на 2-3 ц / га.

Чтобы уменьшить разрушительное воздействие ливневых и талых вод на полях, прилегающих к балок и оврагов, создают прибалкови и прияружни лесные полосы. Овражно системы залиснюються кустовыми породами, которые своими корнями защищают почву от дальнейшего размывания.

Гидротехнические сооружения для борьбы с эрозией почв применяют в тех случаях, когда другие меры не дают должного эффекта. Они создаются в комплексе с противоэрозионными насаждениями. Для перехвата ливневых вод сооружаются специальные коллекторы, которые отводят поверхностный сток. В руслах рек, где быстрое течение воды разрушает берега, используют берегоукрепительные бетонные плиты, блоки и т.д..

См.. также

• Эрозионная терминанта
• Деградация земель
• Плоскостная эрозия

Литература

Малая горная энциклопедия. В 3-х т. / Под ред. С. Белецкого. - М.: "Донбасс", 2004. - ISBN 966-7804-14-3.

Источники

• Геоморфология. Учебник., 1999.

• Географическая энциклопедия., 2000.

• Основы геологии и геоморфологии., 1996.

• Охрана почв., 2001.

Это незавершенная статья геологии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.

Это незавершенная статья почвоведения. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.