Показатели потенциальной опасности проявления эрозии

Фактор	Показатели эрозии
Водной	Ветровой

Метеорологические условия	Большое среднегодовое количество осадков при неравномерном их распределении в течение года и месяцев, ливневые осадки и сильные дожди. Большая мощность снегового покрова. Быстрое снеготаяние. Высокие показатели стока талых вод. Большой слой осадков за один дождь в сутки. Ливни в период плохой защищенности почвы растительным покровом. Высокие показатели стока дождевых вод	Континентальность климата. Активный ветровой режим: высокая повторяемость и скорость ветра от 3-5 м/с у поверхности почвы, турбулентность, вихри, пыльные бури. Небольшое количество среднегодовых осадков с резкими колебаниями по годам и сезонам, отсутствие или малое выпадение осадков в периоды, когда почва не защищена растительностью. Частые повторяемость бесснежных и малоснежных зим, промерзание и оттаивание почвы, пересушивание поверхности
Рельеф	Глубокие местные базисы эрозии. Собирающие водосборы. Высокая расчлененность территории оврагами и промоинами, средневзвешенная крутизна и длина склонов, доля южных склонов. Линейные формы микро- и нанорельефа ориентированы вдоль склона	Равнинность территории, отсутствие орографических препятствий для воздушных потоков; наличие форм рельефа, ориентированных в направлении движения ветров (ветровые коридоры); большая доля ветроударных склонов и понижений мезорельефа, увеличивающих вихревые и турбулентные явления
Почвенный покров	Почвы со слабой противоэрозионной устойчивостью; с низким содержанием крупных водопрочных агрегатов и микроагрегатов, низкой влагоемкостью и водопроницаемостью, высокой влажностью при промерзании. Высокий средневзвешенный показатель смытости почвенного покрова	Высокое содержание в почве механических элементов размером 0,1-0,5 мм; легкий гранулометрический состав почв; сравнительно высокая карбонатность верхнего горизонта глинистых и суглинистых почв; пониженное содержание гумуса и уменьшенная мощность гумусового слоя; низкое содержание и малая прочность (связность) структурных элементов; песчаные и карбонатные рыхлые почвообразующие породы; наличие на территории или в непосредственной близости незакрепленных песков
Растительность и использование	Высокая доля обрабатываемых земель на склонах. Разреженный и угнетенный растительный покров пастбищ, большая выбитость их скотом. Высокая доля пропашных культур и малая-многолетних трав в севооборотах, размещаемых на склонах. Низкое проективное покрытие почв культурами в эрозионноопасные периоды. Низкая биомасса культурных растений на склонах. Отсутствие противоэрозионных мерориятий	Разреженный и угнетенный растительный покров естественных кормовых угодий, большая выбитость их скотом, отсутствие лесополос и лесных массивов;давность освоения; высокая доля обрабатываемых легких и карбонатных почв; высокая доля пропашных культур и низкая – многолетних трав в севообороте; изреженные и поврежденные ветровой эрозией посевы. Отсутствие системы почвозащитных мероприятий

Крутизна склонов играет определяющую (хотя и не единственную) роль в формировании стока. Ее влияние на интенсивность эрозионных процессов сильно различается в зависимости от почвенно-литологических и других условий.

Для таежно-лесной зоны интервал 0-1 град. характеризует повышенную вероятность переувлажнения, выраженность микрорельефа, наличие в структуре почвенного покрова оглеенных компонентов. Интервал 1-3 град. обеспечивает более благоприятные условия дреннированности, но после 2 град. начинает проявляться линейная эрозия, и требутся ограничение доли пропашных культур в севообороте. При 3-5 град. сильно развиваются эрозионные процессы. Использование таких земель в пашне должно осуществляться в системе противоэрозионных мероприятий с исключением пропашных культур. При уклонах 5-8 град. практикуются почвозащитные севообороты. Склоны круче 8 град. используются в основном как сенокосно-пастбищные угодья.

Форма склона оказывает большое влияние на условия увлажнения. По форме продольного профиля выделяют прямые, выпуклые и вогнутые склоны. Иногда встречаются склоны сложной формы- выпукло-вогнутые, вогнуто-выпуклые и ступенчатые. Прямые и выпуклые склоны сложены обычно легко развеваемыми породами, вогнутые – трудно развеваемыми, ступенчатые -чередующимся рыхлыми и твердыми породами.

По форме поперечного профиля также различают склоны прямые, выпуклые и вогнутые. При выпуклой форме поперечного профиля склона сток происходит по расходящимся направлениям, и склон называют рассеивающим. Вогнутая форма склона обусловливает сток по сходящимся направлениям (собирающий склон). Собирающие склоны наиболее опасны в эрозионном отношении, рассеивающие- наименее опасны.

Экспозиция склона оказывает значительное влияние на микроклиматические условия и интенсивность смыва почвы. В период весеннего снеготаяния основными причинами различий в смыве является неравномерность распределения снега в разных частях склонов разных экспозиций (что зависит в основном от преобладающего направления ветров) и разная скорость снеготаяния, зависящая от угла падения солнечных лучей, определяемых на данной широте экспозиций склона.

Организация территории хозяйств, расположенных на эродированных и эрозионно опасных землях (противоэрозионная организация территории), имеет свои особенности. Связаны они с необходимостью обеспечить прекращение эрозии, восстановление продуктивности нарушенных угодий и улучшение их пространственных характеристик.

Действующая система противоэрозионной организации территории включает прогнозирование, планирование и проектирование использования эрозионно опасных и эродированных земель, определяет организационно-хозяйственные технические действия по осуществлению противоэрозионных мероприятий на ближайшие годы, а также стратегические цели по защите земель от эрозии и пути их достижения. Ее объектами выступают: страна в целом, республики, области, края и регионы, категории земельного фонда страны, землевладения и землепользования с.х. предприятий, виды угодий, севообороты, поля севооборотов, рабочие участки.

Принимаемые решения оформляются в виде ряда предпроектных и проектных документов, тесно связанных между собой.

Из предпроектных документов наибольшее распространение получили генеральные схемы противоэрозионных мероприятий.

Их цель- установить перспективные направления работ в этой области с тем, чтобы управлять процессами смыва и дефляции почв и обеспечить восстановление продуктивности эродированных угодий.

Важнейшим звеном рассматриваемой системы является проект противоэрозионной организации территории землепользования. Он создает организационно- территориальную основу для осуществления комплекса почвозащитных мероприятий. В проекте предусматривают размещение с учетом стока и направления вредоносных ветров лесных полос, насаждений, комплексов агротехнических почвозащитных мероприятий, определяют способы использования угодий, позволяющие предотвратить эрозию земель.

Подготовительные работы к проекту выполняются в камеральных и полевых условиях.

В камеральных условиях должны быть собраны, проверены, систематизированы и изучены:

-Материалы, характеризующие физико-географические и социально-экономические факторы эрозии земель;

- данные об эрозионной опасности дождей, ливней, стоке талых вод, направлении и интенсивности вредоносных ветров, противоэрозионной стойкости почв, эрозионном потенциале рельефа и растительности;

- материалы предыдущего землеустройства, экономической оценки земель, бонитировки почв, земельно-кадастровых разработок;

- документы о размещении посевов с.х. культур, осуществляемых противоэрозионных мероприятиях.

В полевых условиях изучается территория хозяйства для установления фактической подверженности угодий эрозионно-аккумулятивным процессам и очередности осуществления противоэрозионных мероприятий. При этом обследуют овраги, гидротехнические сооружения, защитные лесные полосы, насаждения, дороги, а также границы угодий, полей севооборотов и рабочих участков на предмет их влияния их эрозии.

По результатам камеральных работ и полевого почвенно-эрозионного обследования составляют карты крутизны и экспозиции склонов, эродированности почв и др.

Для количественной оценки суммарного влияния всех природных факторов на процессы водной эрозии проводят расчеты потенциального смыва почвы. Его зависимость от факторов водной эрозии может быть представлена следующей структурной формулой:

h- эрозионный потенциал, учитывающий энергию и интенсивность дождей, слой осадков, интенсивность снеготаяния, слой стока.

m- параметр, учитывающий механический состав почв, объемный вес

ג- коэффициент, учитывающий степень смытости почв

β,α- коэффициенты, учитывающие соответственно форму и экспозицию склона.

Показатели интенсивности дождей, ливней, режима снеготаяния принимаются одинаковыми для всей территории хозяйства.

Расчеты проводятся по линиям стока для пашни, не покрытой растительностью. Линии стока намечают на массивах пашни от водоразделов до бровок балок и оврагов.

Определив смыв почвы с конкретного участка за год, сравнив его с допустимой величиной (нормой смыва), устанавливают противоэрозионный потенциал территории. Если расчетный смыв равен допустимому, противоэрозионный потенциал территории очень высокий; превышение допустимого смыва в 2-3 раза означает соответствующее снижение противоэрозионной устойчивости. По результатам расчетов составляют карту.

Ускоренная ветровая эрозия земель представляет собой сложное явление; развитие ее зависит от скорости ветровых потоков, их турбулентности, температуры и плотности воздуха на различных высотах от земной поверхности; от структуры почвы, формы, плотности и размеров части грунтов, подверженных эрозии; абсолютного значения коэффициентов обтекаемости, трения и сцепления частиц грунта на суше и в воздухе.

Оценку совокупного влияния основных природных факторов на развитие ветровой эрозии земель также можно проводить с помощью расчетов интенсивности дефляции почв.

Зависимость потенциальной дефляции от факторов ветровой эрозии земель может быть выражена следующей структурной формулой:

I- дефлируемость почвы, т на 1 га в год (характеризует содержание в почве илистых частиц, мелкого и крупного песка, гумуса)

K- климатический показатель дефляции, характеризующий скорость ветра и эффективность осадков

C- фактор неровности (гребнистости) поверхности почвы;

L-средняя длина поля вдоль преобладающего направления дефляционно опасных ветров;

R- показатель, учитывающий элементы рельефа (открытое ровное поле, наветренный склон, выпуклый или вогнутый склон и т.д.)

В результате подготовительных работ составляют карту категорий эрозионно (дефляционно) опасных земель, являющуюся основой для разработки проектов противоэрозионной организации территории.

Под категорией эрозионно (дефляционно) опасных земель следует понимать участки с одинаковыми характеристиками рельефа, почв, интенсивности процессов эрозии (дефляции), степени эродированности и требующие однотипных противоэрозионных мероприятий.

Например, все земли при установлении категорий эрозионной опасности в районе совместного проявления ветровой и водной эрозии почв могут быть разделены на 4 группы, включающие в себя 9 категорий эрозионной опасности:

А. Земли, пригодные для интенсивного использования в земледелии (1 и 3 категории)

Б. Земли, пригодные для ограниченной обработки, в том числе непригодные для возделывания пропашных культур (4 и 5 категории)

В.Земли балок, верхние их части, примыкающие к пашне (6 и 7 категории)

Г. Земли, непригодные для использования под с.х. угодья (8 и 9 категории)

Для каждой категории земель в проекте противоэрозионной организации территории хозяйства на основе зональных рекомендаций и указаний устанавливается характер использования, разрабатывается комплекс агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий.

Основной задачей противоэрозионной организации угодий и севооборотов является обеспечение их эрозионно безопасной структуры, дифференцированное размещение культур и угодий по категориям земель.С этой целью определяют площади, отводимые под противоэрозионные мероприятия (лесные полосы, лесонасаждения, залужение склонов, выполаживание склонов, заравнивание промоин и т.д.), уточняют размещение по рельефу границ угодий, разрабатывают систему почвозащитных севооборотов, улучшения пастбищ и сенокосов, расположенных на склонах и на участках дефляции почв.

В пастбища трансформируют засыпанные овраги и промоины. В первую очередь заравниванию и выполаживанию подлежат небольшие по площади и овраги и промоины, вклинивающиеся в пашню, или находящиеся на границе с ними, а также на пастбищах, подлежащих улучшению.

Засыпке и выполаживанию подлежат также овраги на прибалочных склонах крутизной до 10-15 град., распоженные на расстоянии друг от друга не менее 100 м. Овраги глубиной до 5 м можно засыпать полностью; при глубине 6-10 м целесообразно выполаживать откосы до тракторопроходимых уклонов (в полевых севооборотах до 4 град., в почвозащитных севооборотах до 10 град., при использовании под естественные кормовые угодья- до 12 град.)

Подлежат частичной засыпке овраги шириной до 200 м с выполаживанием откосов до 20-25 град. и последующим террасированием склонов. Около их вершин устраивают водозадерживающие сооружения, чтобы не возникало повторного размыва.

Работы по выполаживанию проводят по определенной технологии, начиная с устья оврагов и заканчивая в вершине.

Промоины глубиной до 1,5-2 м засыпают полностью, проходя несколько раз всвал плантажным плугом.

На склонах небольшой крутизны в вершине оврага с водосбором до 10 га, чтобы не занимать с.х. угодий, целесообразно создавать валы-плотины (валы-перемычки) в верхней части неглубоких оврагов (2-3 м).

При небольшой глубине верхняя часть оврага частично засыпается и выполаживается, а на 50-100 м и ниже вершины создаются валы-плотины.

У оврагов с большим числом растущих вершин и водосборной площадью до 10-15 га проектируют водоотводящие валы-канавы длиной до 100 м.

Отводимые воды направляют в задернованные балки-ложбины или специальные сбросные сооружения.

В районах водной и ветровой эрозии почв при определении состава и площадей угодий проектируют основные приводораздельные (ветроломные), водорегулирующие, прибалочные и приовражные лесные полосы, насаждения по берегам рек и крупных водоемов, выделяют участки под облесение.

Приводораздельные лесные полосы продуваемой конструкции шириной до 10 м способствуют равномерному распределению снега, снижают скорость снега; размещают их на крупных выпуклых гребнистых водоразделах или плато. Их направление зависит от размещения водоразделов и вредоносных ветров; при этом допускается отклонение в сторону южных или юго-восточных склонов и спрямление с целью рационального размещения дорог и полей севооборотов. Прибалочные и приовражные лесные полосы плотной конструкции, шириной до 21 м создаются для укрепления склонов балок, оврагов и предотвращения их роста. Кроме того, они задерживают снег на прилегающих склонах и защищают их от ветров. Приовражные лесные полосы вдоль крупных оврагов проектируют на расстояние ожидаемого осыпания откоса, но не ближе 3-5 м. от бровки оврага. Они проектируются только в верхней части оврага, т.к. в нижней возможно впоследствии естественное выполаживание с использованием под пастбище или сенокошение.

Одновременно разрабатываются мероприятия по улучшению угодий, в том числе естественных сенокосов и пастбищ. В зависимости от качества травостоев и с учетом требований защиты от эрозии проектируют такие мероприятия, как выравнивание склонов (засыпка и выполаживание ям, оврагов, заравнивание промоин, срезка бугров, сполаживание крутых склонов, планировка поверхности), коренное и поверхностное улучшение, создание культурных пастбищ.

При поверхностном улучшении травостоя проводят дискование, подсев смеси многолетних трав, щелевание почвы и т. п., вносят удобрения.

При коренном улучшении производят вспашку и посев многолетних трав полосами. На пологих склонах до 5 град. распахивают и залужают полосы шириной 40-60 м, которые чередуются с нераспаханными полосами естественного пастбища шириной 10-15 м; на крутых склонах (более 5 град.) ширина залужаемых полос уже, а буферных шире. Оставленные полосы распахивают и засевают травами через 2-3 года.

При крутизне 13-17 град. ширина распахиваемых полос уменьшается до 20 м, а буферных увеличивается до 15-20 м. Осуществляются также агротехнические мероприятия- внесение удобрений, щелевание и кротование склонов для увеличения запаса воды в почве.

Большим противоэрозионным потенциалом обладают севообороты. Они должны обеспечивать дифференцированное по категориям эрозионно опасных земель размещение с.х. культур и пара. В крупных хозяйствах противоэрозионную организацию территории начинают с выделения земель в специальные почвозащитные севообороты. Для этого испльзуется карта категорий эрозионно опасных земель.

На землях 4, 5, и частично 3 категорий, где интенсивность смыва может достигать 40 т. с 1 га в год, проектируют севообороты с большим удельным весом многолетних трав. Границы почвозащитных севооборотв согласуются с размещением эродированных земель, водорегулирующих лесных полос, расположенных строго с учетом рельефа. Важное значение в защите пахотных земель от эрозии имеет правильное размещение наиболее эрозионно опасных культур (пропашных).

Проектирование севооборотов ведется с учетом дальнейшего внутреннего устройства их территории и предполагаемого комплекса почвозащитных мероприятий. Почвозащитное устройство территории в данном случае предполагает уменьшение длины линии стока, уклонов в рабочем направлении, скорости ветра в приземном слое, водосборных и пылесборных площадей на пашне, а также создание условий для производительной работы тракторных агрегатов. При этом следует учитывать не только предотвращаемый смыв, намыв и снос почвы, но и объем зарегулированного стока, коэффициент снижения скорости ветра.

Сложность проектирования полей севооборотов в районах смыва и дефляции почв связана с необходимостью формирования на расчетной основе однородных по характеру и интенсивности проявления эрозии рабочих участков. Проектирование производится с соблюдением следующих требований: однородность полей и рабочих полей по характеру проявления эрозионно-аккумулятивных процессов и степени эродированности почв; их размеры и конфигурация должны быть удобными для выполнения агротехнических и противоэрозионных мероприятий.

Надежность системы полевых дорог во многом определяется степенью защиты их от размокания и разрушения талым и ливневым стоком, заносов мелкоземом. Размещение полей и рабочих участков должно в первую очередь обеспечить правильное направление обработки склонов и участков, подверженных дефляции почв.

В районах водной эрозии почв применяются следующие способы размещения границ полей и рабочих участков:

А) прямолинейно-контурное, при котором прямолинейные границы полей (рабочих участков) намечаются вдоль основного направления горизонталей, причем на отдельных отрезках направление границ может быть изменено, повторяя изменение направления горизонталей. Такая форма может быть применена на рассеивающем типе склонов с крутизной до 2-3 град.;

Б) Криволинейно- параллельно- контурное, предусматривающее проектирование границ участков криволинейно, параллельно одной усредненной горизонтали для данного массива пашни, что обеспечивает контурную (близкую к направлению горизонталей) обработку всего участка.

Этот способ применяется на сложных склонах с выраженным изменением направления горизонталей.

В) Криволинейно- контурное, с размещением границ участков в строгом соответствии с направлением горизонталей. Такое размещение рекомендуется на участках с резким изменением направлений горизонталей в его верхней и нижней частях.

Контурное размещение может дополняться проектированием внутри полей и рабочих участков буферных полос из многолетних трав.

Границы рабочих участков не следует совмещать с распахиваемыми лощинами, вершинами балок, оврагов. Они должны быть закреплены на местности системой лесных полос, полевых дорог, простейшими гидротехническими сооружениями (валы-дороги, водопоглощающие и водоотводящие валы-канавы т.п.)

На землях степных и лесостепных зон Забайкалья, в том числе и Бурятии, лесные насаждения являются составной и наиболее важной частью комплекса мероприятий по борьбе с засухой и эрозией почв.

Получение максимального эффекта от лесных полос достигается при условии:

А) комплексного облесения отдельных территорий- создания законченных систем лесных полос;

Б) концентрации работ, при которой эффективнее используется техника, повышается производительность труда, сокращаются сроки создания защитных лесонасаждений;

В) Лесные полосы должны размещаться перпендикулярно господствующим вредоносным ветрам. Отклонение от перпендикулярного направления допускается до 30 град.

Г) Подбор древесных и кустарниковых пород должен производиться с учетом их устойчивости и долговечности в местных условиях;

Д) Сфера положительного максимального влияния лесной полосы на прилегающие поля в условиях Бурятии простирается на расстояние, кратное, примерно 15-20 высотам лесной полосы.

Лучшим типом лесной полосы для местных условий считается древесный тип, состоящий преимущественно из одной главной породы (тополь). В связи с тем, что малорядные лесные полосы дают полноценный мелиоративный и агрономический эффект, при проектировании и закладке новых защитных лесонасаждений следует создавать полосы из 3-5 рядов с междурядьями шириной в 3 м. Общая ширина вновь создаваемых лесных полос с учетом закраек не должна превышать 15 метров. Наиболее целесообразное расстояние между деревьями в рядах полос- от 1 до 2 м. Лесные полосы в местных условиях необходимо создавать на плоских водоразделах и пологих склонах. В условиях увалистого и холмистого рельефа лесные полосы размещают дифференцированно. На склонах их располагают в виде отрезков полос, отделенных друг от друга разрывами. При этом на крутых склонах отрезки должны быть короче, чем на более выположенных. Расстояние между полосами на наветренных склонах делают меньше, чем заветренных. С увеличением крутизны склона расстояние между полосами уменьшается. В местах стыков лесных полос оставляют разрывы для перемещения с.х. техники и транспортных средств.

Одним из важных объектов лесной мелиорации являются пески, особенно незаросшие, подвижные. Для закрепления движущихся песков и ликвидации эоловых форм на пашнях Бурятии рекомендуются следующие мероприятия.

Движущиеся пески и очень сильнодефлированные почвы подлежат закреплению и облесению в два этапа:

1) закрепление песков путем посадки шелюги (ивы) хлыстами под лесопосадочную машину или взапашку под плуг.Посадка шелюги рекомендуется черенками или хлыстами.

2) облесение песков путем посадки сосны в междурядьях

разросшейся шелюги. Оно выполняется в момент, когда шелюга достаточно закрепит песок. Весьма перспективно травосеяние в закреплении песков (например, донник)

Лучшим и эффективным способом является метод глубокого черенкования с установкой торчковых защит из прутьев ивы. Прутья устанавливаются рядами в очагах дефляции (незаросшие котловины выдувания, наветренные склоны барханов). Расстояние между защитными рядами-4 м, а в ряду между прутьями- не более 10-15 см. Глубина установки прутьев-40-50 см.

Метод торчковой защиты с глубоким черенкованием снижает движение песка в 2-3 раза.ь изменено, повторяя изменение направления горизонталей. гори