Jaki rodzaj erozji gleby występuje. Rodzaje erozji gleby

Gleba to powierzchniowa warstwa ziemi, składająca się z kolejno rozmieszczonych warstw (horyzontów) powstałych w wyniku przemian skał pod wpływem szeregu czynników, a mianowicie: flory i fauny, mikroorganizmów, topografii, klimatu i oczywiście: czas. Istnieje również coś takiego jak „erozja gleby”. Zapraszamy do bliższego poznania go.

Żyzność jest wyjątkową właściwością gleby

To naturalne ciało ma tak cenną cechę, jak płodność (zdolność do zapewnienia wzrostu i tworzenia roślin), która zależy od dostaw składników odżywczych i wody. To właśnie ta wyjątkowa właściwość gleby jest z powodzeniem wykorzystywana przez człowieka od dziesiątek tysięcy lat i coraz częściej ze szkodą dla obu oddziałujących na siebie stron. Nieostrożne i nieodpowiedzialne działania powodują erozję.

Pojęcie „erozji”

Co to jest erozja? W tłumaczeniu z łaciny słowo to oznacza „korodować”, „wygryzać”.

Erozja (zdjęcia niektórych konsekwencji przedstawiono w naszym artykule) to zniszczenie powierzchniowej warstwy gleby. Oczywiście proces ten jest naturalny, jednak w 60-80% jest on wywoływany i przyspieszany przez czynnik ludzki. Erozja jest strasznym zjawiskiem, w wyniku którego mogą zostać utracone całe regiony przystosowane do rolnictwa. Dlatego jej zapobieganie jest jednym z najważniejszych zadań stojących przed współczesną ludzkością.

Rodzaje erozji antropogenicznej

Erozję, której przyczyny są w większości spowodowane działalnością człowieka, nazywa się antropogeniczną i obejmuje następujące rodzaje niszczenia gleby:

• Mechaniczny. Polega na zubożeniu warstwy żyznej w wyniku powtarzalnej mechanicznej uprawy gleby (orka, bronowanie, kultywacja).
• Budynek. Naruszenie szaty trawiastej następuje w wyniku prac budowlanych, w tym przygotowania placów budowy oraz mechanicznych oddziaływań na pokrywę glebową przy użyciu specjalistycznego sprzętu.
• Transport. W tym przypadku warstwa wierzchnia jest stale narażona na działanie pojazdów.
• Pastwisko. Masowy wypas zwierząt gospodarskich powoduje osłabienie szaty trawiastej w wyniku jej deptania i zjadania; trawa niszczy się w szybkim tempie i nie ma czasu na regenerację. Rezultatem jest jego śmierć, odsłonięcie gleby i erozja. To negatywne zjawisko spowodowało, że z obiegu wyłączono 10 milionów kilometrów kwadratowych pastwisk z łącznej powierzchni 46 milionów, czyniąc je bezużytecznymi.
• Chemiczny. Spowodowane jest nagromadzeniem poszczególnych składników chemicznych (nawozów, pierwiastków mineralnych), które niszczą strukturę gleby.

Rodzaje erozji naturalnej

Bezlitosna, irracjonalna działalność człowieka jest w stanie w krótkim czasie zniszczyć złożony i wrażliwy system, który kształtował się przez długi czas. Powyższe rodzaje erozji nie stanowią pełnej listy metod oddziaływania człowieka na pokrywę glebową, wywołujących i nasilających erozję pod wpływem czynników naturalnych (deszcz i wiatr). Rozważmy inne typy tego procesu.

Erozja wodna

Proces ten powodowany jest działaniem kropel deszczu, które są jedynie pośrednią przyczyną zmywania wierzchniej warstwy. Główne oddziaływanie wynika z faktu, że małe cząstki unoszone przez prądy wodne zatykają pory większych, a to zmniejsza zdolność gleby do wchłaniania wilgoci, zwiększając jej podatność na erozję. Warstwa żyzna jest albo zmywana do pobliskiego zbiornika wodnego, albo osiada na nisko położonym miejscu, gdzie prędkość przepływu maleje. Jeśli po wypłukaniu tworzy się wiele małych strumieni, wówczas erozja nazywa się strumieniem; jeśli pojawiają się duże kanały, nazywa się to wąwozem. Erozja wodna z powstawaniem wąwozów jest szczególnie aktywna w okresie topnienia śniegu, na co najbardziej podatne są pastwiska zboczowe z rzadkim drzewostanem. Rozchodzące się od centralnego rdzenia belki, których długość może sięgać kilkudziesięciu kilometrów, wąwozy niszczą łąki i pola oraz przecinają drogi. Niszczycielskie zjawisko, które nie zostanie w porę zatrzymane, powiększa się na szerokość i głębokość, zajmując coraz więcej ziemi, która w konsekwencji traci żyzność i zamienia się w pustynię.

Erozja wietrzna

Ten rodzaj zniszczenia powierzchniowej warstwy ziemi jest związany z ukształtowaniem terenu i można go zaobserwować nawet na terenach płaskich.

Erozję wietrzną wywołują burze piaskowe, dotykające najczęściej gleb lekkich. Górna żyzna warstwa o grubości do 25 cm jest unoszona przez wiatr na odległość do 3 km i unoszona, osiadając grubą warstwą daleko w innych obszarach. Wysokość osadu może osiągnąć 2-3 metry.

Konsekwencje

Erozję wietrzną wywołuje wylesianie na obszarach górskich, co prowadzi do tego, że wierzchnia warstwa gleby, która stała się niezabezpieczona, zostaje porwana wraz z pierwszymi ulewnymi deszczami. Praktyki rolnicze niedostosowane do określonych warunków klimatycznych również przyczyniają się do niszczenia warstwy powierzchniowej. Uderzającym tego przykładem jest stosowanie przez osadników z Europy tradycyjnych metod uprawy ziemi w regionach suchych lub w tropikach, co pociąga za sobą negatywne konsekwencje. Erozja spowodowała znaczną utratę dużych żyznych obszarów. W Chinach, na kazachskim stepie i na preriach Ameryki Północnej zaczęły pojawiać się burze piaskowe, które unosiły ogromne ilości żyznych warstw gleby. To właśnie te zjawiska naturalne odnotowano w latach 30. XX wieku w Ameryce Północnej w okresie rozwoju Zachodu za pomocą mechanizacji rolnictwa i komunikacji kolejowej, które umożliwiły uprawę rozległych terytoriów. Erozja wietrzna spowodowała ruch tysięcy ton gleby, który dotarł do Bostonu, Chicago i Nowego Jorku. W Nowej Anglii w tym okresie odnotowano czerwony śnieg i pojawienie się czarnych huraganów, które całkowicie zasłoniły słońce. Wielu rolników na skutek dużych ubytków żyznej warstwy gleby odczuło, czym jest erozja, gdyż byli skazani na nędzną egzystencję i szukanie szczęścia w innych regionach.

W basenie Morza Śródziemnego i w tropikach oprócz silnych wiatrów nadeszły potężne ulewy, które zmyły ziemię. Erozja, której skutki były straszliwe, zmusiła miejscową ludność do przystosowania się do nowych warunków i uprawiania ziemi w górach. Chociaż w tych miejscach wierzchnia warstwa ziemi została wyniesiona lub wypłukana pod wpływem czynników naturalnych.

Podczas II wojny światowej erozja spowodowana zakrojonymi na szeroką skalę działaniami wojennymi dotknęła 17% całej powierzchni Ziemi porośniętej roślinnością. I do dziś liczba ta rośnie, stale zbliżając się do 23%.

Wpływ erozji na zanieczyszczenie wód

Erozja rozprzestrzenia się z szybkością przekraczającą tempo naturalnego powstawania i odtwarzania warstwy wierzchniej. Roczny przyrost uszkodzonych gleb sięga 1,5 miliona hektarów. Spadek plonów wynikający ze zmniejszenia ilości próchnicy (ok. 0,62 t/ha) sięga 50%. Oprócz wymiernych szkód na lądzie erozja wywiera szkodliwy wpływ na zbiorniki wodne, zamulając je i zanieczyszczając produktami niszczenia gleby, co jest równoważne skutkom składowania niebezpiecznych odpadów przemysłowych. W niektórych przypadkach w ciągu dziesięciu lat zbiorniki ulegają całkowitemu zamuleniu. A to, oprócz zmętnienia wody, ma szkodliwy wpływ na działanie systemów wodociągowych, elektrowni i transportu wodnego. Ilość osadów transportowanych przez rzekę zależy od siły erozji gleby i może być ogromna. Największym zmętnieniem (do 40 kg/m3) charakteryzują się rzeki Jangcy i Żółta, których oczyszczenie wymaga znacznych inwestycji. Kiedy woda spływa z gruntów ornych, zostaje wypłukana nawet jedna trzecia zastosowanych nawozów, które nie tylko są bezpowrotnie tracone, ale powodują ogromne szkody dla środowiska, wpływając na jakość wody. W Stanach Zjednoczonych na oczyszczanie wody wydaje się około 1 miliona dolarów dziennie.

Rośliny jako czynnik kontroli erozji

Rośliny, których płytkie korzenie wzmacniają strukturę gleby i nadają jej wodoodporność, pozytywnie wpływają na hamowanie procesów erozji. Zmieniają także reżim hydrologiczny i biologiczny gleb.

Nadziemna część roślinności zmniejsza utratę gleby dziesiątki, a nawet setki razy. Powierzchniowa warstwa ziemi jest chroniona przed wpływem kropel deszczu przez rozwiniętą szatę roślinną. Zwiększa wodoszczelność gleby i tworzy optymalną chropowatość powierzchni, co zmniejsza prędkość spływu stokowego. Liście i łodygi zatrzymują około 20 do 53% opadów przypadających na rok. Kilkumilimetrowy przepływ wody blokuje ściółka leśna i mech.

Największy wpływ roślin na odporność na erozję objawia się w okresie ich maksymalnego rozwoju, czyli w okresie letnio-jesiennym.

Jak przeciwstawić się niszczeniu gleby?

Kontrola erozji obejmuje następujące środki:

• Płodozmian chroniący glebę, zakładający prawidłowe stosowanie technik agrotechnicznych i właściwą przemianę uprawianych roślin. Przykładowo po zbiorze roślin rzędowych, które słabo chronią warstwę wierzchnią przed wymywaniem, należy wysiać trawy wieloletnie, które chronią glebę i wzbogacają ją w niezbędne mikroelementy.
• Środki agrotechniczne, które mogą skutecznie pokonać erozję. Jest to regulacja przepływów wód roztopowych, mająca na celu ochronę warstwy powierzchniowej, która odbywa się poprzez orkę, kultywację i siew roślin w poprzek zbocza, najlepiej równolegle do kierunku poziomych rzędów. Również na terenach pochyłych orkę odkładnicową zastępuje się uprawą gleby bez rotacji.
• Działania rekultywacyjne lasów, których głównym zadaniem jest tworzenie wodoregulacyjnych pasów leśnych na terenach o niewielkiej liczbie nasadzeń, a także wokół zbiorników wodnych i na silnie zerodowanych stromych terenach wyłączonych z użytkowania rolniczego.
• Działania przeciw wąwozom miały na celu zahamowanie wzrostu i zagęszczenia istniejących wąwozów, przekształcenie spływu powierzchniowego w spływ podpowierzchniowy oraz wzmocnienie gleby.
• Konstrukcje hydrauliczne służące do zatrzymywania, odprowadzania i odprowadzania tej części opadów, której nie mogą zatrzymać nasadzenia leśne i praktyki rolnicze.

Każdy może to zrobić

Prawie każdy człowiek jest w stanie utrzymać glebę w idealnym stanie, zapobiegając występowaniu erozji. Wiąże się to ze stosowaniem takich metod, jak wysokiej jakości spulchnianie, które zapobiega tworzeniu się skorupy powierzchniowej i pomaga zwiększyć zdolność wchłaniania wody, wzbogacanie w próchnicę, zapewnienie niezbędnej wilgoci i dobrej wentylacji. Skuteczna metoda mulczowania ma na celu ochronę przeciwerozyjną i polega na pozostawieniu na powierzchni gleby ściółki – resztek roślinnych, które łagodzą siłę uderzenia kropel deszczu, zwiększając przesiąkanie wody pod glebę, co ogranicza jej spływ powierzchniowy.

Ważne jest, aby stosować delikatne metody obróbki mechanicznej, które nie zagęszczają gleby i zapewniają jej optymalną sypkość z małymi, licznymi przejściami dla wentylacji i szybkiego odprowadzania wody po intensywnych opadach deszczu. Delikatna obróbka mechaniczna pozwala glebie wchłonąć wilgoć w dużych ilościach i usunąć jej nadmiar, co chroni glebę przed wymywaniem i wietrzeniem. Do ciągników – dość ciężkiego sprzętu – opracowano specjalne opony niskociśnieniowe, które powodują minimalne uszkodzenia powierzchni.

Termin „erozja gleby” pochodzi od łacińskiego słowa – separacja, zniszczenie.

W zależności od czynników determinujących rozwój erozji wyróżnia się dwa rodzaje erozji – wodną i wietrzną.

Erozja wodna w wyniku spływu stopionej wody deszczowej w określonej kombinacji warunków pojawia się na zboczach o nachyleniu większym niż 10, a nawet przy nachyleniu 0,3-0,50.

O stopniu rozwoju erozji wodnej decydują czynniki naturalne i antropogeniczne. Należą do nich klimat, rzeźba terenu, szata roślinna i skład granulometryczny.

Klimat. Spośród cech klimatycznych największe znaczenie dla przejawu erozji mają opady i charakter ich upadku. Kiedy ta sama ilość opadów spada w krótszym czasie, erozja wzrasta.

Ukształtowanie terenu jest jednym z najważniejszych czynników rozwoju erozji wodnej. Wielkość i prędkość spływu powierzchniowego, a co za tym idzie szybkość niszczenia i wyburzania gleby, w dużej mierze zależą od charakterystyki rzeźby. Najważniejszymi cechami rzeźby, od których zależy erozja gleby, są nachylenie, długość, kształt i wygląd zboczy.

Szata roślinna ogranicza lub całkowicie zapobiega rozwojowi erozji. Uprawy rolne chronią glebę przed opadami atmosferycznymi na różne sposoby. Najniższą skuteczność ochrony gleby wykazują rośliny rzędowe, a następnie groch, jęczmień i owies. Pszenica i żyto lepiej chronią glebę przed erozją niż jęczmień i owies, rośliny trawiaste mają znacznie silniejsze działanie ochronne na glebę niż zboża.

Skład granulometryczny gleby ma istotny wpływ na jej odporność na erozję. Wraz ze wzrostem wielkości cząstek gleby zwykle maleje jej odporność na erozję. Gleby gliniaste i gliniaste bez struktury są łatwo zmywalne. Nie przepuszczają dobrze wody i łatwo unoszą się na wodzie, tworząc skorupę. Z takich gleb odpływa do 70% wód opadowych i do 90...100% wód roztopowych. Gleby piaszczyste i piaszczysto-gliniaste, charakteryzujące się większą przepuszczalnością wody, są mniej podatne na erozję.

Erozja wietrzna (deflacja) - wywiewanie gleby, rozbiórka i osadzanie się produktów jej zniszczenia. Występowanie erozji wietrznej jest związane z działaniem prądów powietrza na cząstki gleby, które zaczynają się poruszać. Występuje, gdy prędkość wiatru osiąga wartość, przy której jego siła niszcząca przewyższa siłę stabilizacji przeciwdeflacyjnej gruntu. Po powierzchni najłatwiej przemieszczają się agregaty glebowe o średnicy 0,1...0,5 mm.

Czynniki erozji wietrznej – klimat, ukształtowanie terenu, roślinność, właściwości gleb.

Wśród czynników klimatycznych erozja wietrzna jest ściśle powiązana z opadami atmosferycznymi i temperaturą. Wraz ze wzrostem suchości klimatu i spadkiem wilgotności wzrasta deflacja gleby.

Ulga. W przeciwieństwie do erozji wodnej, erozję wietrzną obserwuje się zarówno na zboczach, jak i na terenach całkowicie wyrównanych. Wiatr niesie produkty erozji w różnych kierunkach, a nawet w górę zbocza. Jednakże wypukłe powierzchnie i zbocza narażone na działanie wiatru w pierwszej kolejności podlegają erozji wietrznej.

Roślinność jest najsilniejszym czynnikiem przeciwdziałającym erozji wietrznej. Na glebach pokrytych dziewiczą roślinnością erozja wietrzna jest praktycznie nieobecna.

Na glebach torfowych najczęściej ulegają erozji wietrznej pola upraw rzędowych, w mniejszym stopniu zbóż jarych, a jeszcze rzadziej ozimych. Trawy wieloletnie niezawodnie chronią glebę przed erozją wietrzną.

Gleba. Skład granulometryczny gleby ma istotny wpływ na występowanie i rozwój erozji wietrznej. Gleby podlegające zawiewaniu w stanie naturalnym mają lekki skład granulometryczny – piaski i gliny piaszczyste. Gleby ciężkie wywiewane są dopiero po spulchnieniu przez orkę.

Gleby torfowe łatwo ulegają wywiewaniu. Próg prędkości wiatru jest w dużym stopniu zależny od struktury gleby. Im lepsza struktura gleby, tym więcej w niej cząstek ziarnistych i drobno grudkowatych oraz mniej cząstek pylących, podczas gdy w glebie bezstrukturalnej przeważają cząstki pylące.

Uszkodzenia spowodowane erozją. Erozja wodna powoduje ogromne szkody w rolnictwie i ogólnie w gospodarce narodowej. W wyniku wymywania przez wodę najżyźniejsze warstwy gleby zostają bezpowrotnie utracone, a ogromna ilość składników odżywczych dla roślin przedostaje się do rzek i mórz. Właściwości wodnofizyczne gleby gwałtownie się pogarszają, co znacznie zmniejsza ich zdolność do szybkiego wchłaniania i zatrzymywania wody opadowej. W związku z tym na zboczach z wymytymi glebami spływ powierzchniowy jest duży, szczególnie podczas ulewnych opadów.

W naszej republice z 1 hektara gruntów ornych wypłukuje się rocznie 180...200 kg próchnicy, co równa się utracie 4 ton nawozów organicznych. Jeśli przyjmiemy, że zapasy wilgoci i próchnicy na równinie wynoszą 100%, to na glebach słabo wypłukanych wynoszą one 87 i 81%, na glebach średnio wypłukanych - 80 i 61%, a na glebach silnie wypłukanych (pod względem próchnica) tylko 43%.

Na skutek utraty próchnicy i składników pokarmowych z gleby oraz pogorszenia się jej właściwości fizycznych, plony spadają. W większości przypadków plony zmniejszają się na glebach lekko wypłukanych o 10...30%, na glebach średnio wypłukanych o 30...50%, a na glebach silnie wypłukanych o 50...70%.

W wyniku erozji następuje nie tylko ilościowy spadek plonu, ale także jego jakość, zmniejszenie masy bezwzględnej i zmiana składu biochemicznego. Największy spadek masy bezwzględnej ziarna obserwuje się w latach suchych, a najmniejszy w latach wilgotnych.

Dzięki temu, że na glebach zerodowanych zmniejsza się zagęszczenie roślin uprawnych, powstają sprzyjające warunki do rozwoju chwastów. Na glebach umiarkowanie rozmytych zachwaszczenie pól jest 2-4 razy większe niż na glebach niemytych.

Wąwozy powodują ogromne szkody dla gospodarki narodowej. Niszczą pola uprawne, pastwiska i pola siana.

Wyróżnia się erozję gleby naturalną i przyspieszoną (antropogeniczną). Erozja naturalna zachodzi bardzo powoli i nie powoduje zmniejszenia żyzności gleby. Przyspieszona erozja gleb spowodowana jest nieracjonalną działalnością gospodarczą człowieka, w wyniku której aktywuje się i nasila erozja naturalna (niewłaściwa uprawa i nawadnianie gleby, nadmierne stosowanie nawozów, niekontrolowany wypas, wylesianie, osuszanie bagien itp.). dwa główne rodzaje gleb erozyjnych: erozja wietrzna i wodna.

Erozja wietrzna (deflacja) gleb polega na wiewaniu i przenoszeniu przez wiatr drobnych cząstek gleby. Najsilniejsze i najdłuższe wiatry przekształcają się w burze piaskowe (czarne). W ciągu kilku dni są w stanie całkowicie zniszczyć wierzchnią żyzną warstwę gleby o grubości do 30 cm. Burze piaskowe zanieczyszczają zbiorniki wodne i atmosferę oraz negatywnie wpływają na zdrowie ludzi. Obecnie największym źródłem pyłu są suche lądy Morza Aralskiego.

Erozja wodna gleby to niszczenie i wymywanie gleby pod wpływem przepływów wody. Szkody dla środowiska spowodowane erozją wodną są ogromne. Spływająca woda tworzy wąwozy i wąwozy, wypłukując z podłoża substancje organiczne i mineralne. Prowadzi to do utraty żyzności gleby i powstawania wąwozów. W wąwozach nie jest możliwa żadna działalność rolnicza. Szacuje się, że powierzchnia wąwozów w krajach WNP wynosi 9 milionów hektarów i stale rośnie. Pole poddane erozji wodnej traci rocznie 7-13 t/ha najbardziej żyznej gleby.

Erozję wodną dzielimy na planarną i liniową.

Erozja płaska polega na wymywaniu górnych poziomów gleby na zboczach w wyniku roztopów i spływania wody deszczowej, tworząc w miarę przemieszczania się sieć małych strumieniowych wąwozów i dziur. Erozja taka jest ledwo zauważalna, ale ze względu na skalę jej manifestacji jest katastrofalna.

Erozja liniowa to erozja głęboka gleby z powstawaniem dziur i głębokich wąwozów, które przekształcają się w wąwozy. Erozję tę powodują znaczne przepływy wody skupione w wąskich odcinkach zbocza. Prowadzą do całkowitego zniszczenia gleb.

Erozja irygacyjna jest rodzajem erozji wodnej. W przypadku erozji irygacyjnej gleby są zmywane i erodowane przez wodę nawadniającą. Na obszarach górskich potoki błotne powstają po gwałtownych topnieniach śniegu lub intensywnych deszczach, podczas których masa mułowo-kamienista (drobna ziemia, tłuczeń, kamienie różnej wielkości z wodą) jest przenoszona z gór na równiny podgórskie.

Ze względu na tempo rozwoju procesów erozyjnych rozróżnia się erozję normalną (geologiczną) i erozję przyspieszoną (antropogeniczną).

Normalna erozja zachodzi pod naturalną roślinnością pod wpływem przyczyn geologicznych i innych naturalnych, gdy straty w glebie nie przekraczają szybkości tworzenia się gleby, to znaczy straty są przywracane podczas procesu tworzenia gleby. Taka erozja praktycznie nie jest szkodliwa. Nazywa się to inaczej dopuszczalną szybkością erozji. Kwestię szybkości erozji zajęli się A. M. Burykin, M. E. Belgibaev, M. I. Dolgilevich i inni naukowcy, którzy obliczyli roczne dopuszczalne normy (wartości) w mm: dla gleb bielicowo-bielicowych - 0,87, dla czarnoziemów - 0,28, dla gleb kasztanowych - 0,36 a dla gleb szarych - 0,27. Przy średniej masie objętościowej 1,25 g/cm dopuszczalna szybkość erozji dla gleb bielicowo-bielicowych wynosi 10,9 t/ha, dla czarnoziemów - 3,5, dla gleb kasztanowych -4,4, dla gleb szarych - 3,4 t/ha. W USA dopuszczalna prędkość erozji waha się od 2,25 do 11,5 t/ha, w zależności od przepuszczalności i miąższości gleby.

Przyspieszona erozja jest związana z działalnością gospodarczą człowieka. Objawia się to zniszczeniem naturalnej roślinności i zaoraniem gleb na zboczach o nachyleniu większym niż 2°.

Dla erozji płaskiej ustalono następujące gradacje ze względu na intensywność rocznej erozji gleby: nieznaczna (średnia roczna erozja do 0,5 t/ha), słaba (0,5... 1 t/ha), średnia (1... 5 t/ha), mocny (5... 10 t/ha), bardzo mocny (ponad 10 t/ha).

Dla erozji liniowej wyznaczono stopnie erozji ze względu na intensywność erozji: słaba (średni roczny przyrost wąwozów poniżej 0,5 m), średnia (0,5...1,0 m), silna (1...2 m), bardzo silny (2...5 m), niezwykle silny (ponad 5 m).

Przyspieszoną erozję obserwuje się w strefach szarych gleb leśnych, czarnoziemów, gleb kasztanowych, na terenach rolniczych strefy tajgi-leśnej, a także na obszarach górskich. Najczęstsza erozja występuje na prawym brzegu Dniepru, Wołgi, Donu, Dońca Północnego, Desny, Dniestru i ich dopływów, na wyżynach środkowej Rosji, Wołyńsko-Podolskiej, Donieckiej, Wołgi, Klin-Dmitrowskiej i Stawropolskiej, na Wyżynie Ogólnej Syrt w regionie Wysokiego Zawołgi, w strefach Ob i Irtysz na Dalekim Wschodzie, u podnóża i w górach Krymu, Karpat, Kaukazu, Uralu i Azji Środkowej.

Erozja powoduje ogromne szkody w rolnictwie. Zatem przy słabej erozji gleby plon zmniejsza się o 20%, średnio o 40%, a silnie o 60...80%. Ustalono, że po wypłukaniu 20-centymetrowej warstwy czarnoziemu na każdy hektar następuje 150...200 ton próchnicy, 10...15 ton azotu, 5...6 ton fosforu, 40.. .60 ton potasu, 50...60 ton t wapnia. Utrata 1 cm warstwy gleby jest równoznaczna z cofnięciem się historii jej rozwoju do 1000 lat. W konsekwencji poziom żyzności zależy od stopnia wymywania, gdyż w wyniku wymywania zmienia się reakcja środowiska, skład kationów wymiennych, skład chemiczny gleb, zmniejszają się zasoby próchnicy i składników pokarmowych, aktywność enzymów, zmniejsza się liczba mikroorganizmów i mezofauny. Ubytki próchnicy i wapnia prowadzą do zniszczenia struktury gleby, zmniejszając jej przepuszczalność wody i wilgotność. Erozja wodna prowadzi więc do znacznego spadku żyzności gleby lub jej całkowitego zniszczenia (erozja liniowa).

W miarę postępu erozji rzeki stają się płytsze, produktywność cennych gruntów rolnych gwałtownie maleje, a sieć drogowa ulega zakłóceniom.

Głównymi przyczynami rozwoju erozji wodnej są niszczenie naturalnej roślinności, nieprzestrzeganie środków przeciwerozyjnych, złe standardy rolne, nadmierny wypas, niewłaściwa budowa dróg itp. Na intensywność rozwoju erozji wpływają również warunki naturalne: klimat, topografia, roślinność, budowa geologiczna terytorium, właściwości gleby.

Wśród warunków klimatycznych główną rolę w występowaniu erozji odgrywają ilość, sposób, intensywność, czas trwania opadów oraz ich rozkład w poszczególnych porach roku, a także temperatura. Suche, głęboko zamarznięte gleby w regionach o obfitych opadach deszczu są bardziej narażone na erozję, szczególnie na obszarach pozbawionych roślinności. Silna erozja jest spowodowana stopioną wodą, jeśli cienkie rozmrożone warstwy gleby zostaną przesycone wodą.

W rozwoju erozji wodnej szczególne znaczenie ma rzeźba terenu (głębokość lokalnego podłoża erozji, czyli różnica wysokości najwyższych i najniższych punktów zlewni, nachylenie, długość, kształt i wygląd zboczy ). Przy dużej głębokości podstawy erozji istnieje duże niebezpieczeństwo jej przejawu. W strefie leśnej ubytki gleby występują przy nachyleniu zboczy 1...1,5°, a w stepie leśnym - 2°. Im bardziej strome zbocze, tym większa utrata gleby.

Najbardziej niebezpieczne pod względem erozji są zbocza wypukłe, gdyż dolna, bardziej stroma ich część jest zmywana przez zebraną powyżej wodę. Na południowych, południowo-wschodnich i południowo-zachodnich stokach zwiększa się ryzyko erozji.

Wpływ budowy geologicznej terenu na rozwój erozji związany jest z różną podatnością skał na erozję i wymywanie. Łatwo ulegają erozji lessowe i iły lessopodobne, gorzej iły okrywowe, znacznie odporne na erozję są iły morenowe. Osady fluwioglacjalne i prastare aluwialne osady piaszczysto-gliniaste charakteryzują się dobrą przepuszczalnością wody, dzięki czemu są odporne na erozję wodną.

Warunki glebowe (uziarnienie i skład mineralogiczny, struktura, miąższość warstwy próchnicznej, wilgotność, gęstość) w istotny sposób wpływają na rozwój procesów erozyjnych. Gleby są lekkie w składzie granulometrycznym, dobrze zbudowane, luźne, z grubym poziomem próchniczym i lepiej odporne na erozję wodną. Gleby o niskiej zawartości próchnicy i zniszczonej strukturze mają słabą odporność na erozję.

Roślinność jest skutecznym sposobem ochrony gleby przed erozją, ponieważ pochłania uderzenie kropel deszczu. Korzenie roślin łączą cząsteczki gleby, zapobiegając w ten sposób wymywaniu i erozji gleby. Pomagają także w przenoszeniu spływu powierzchniowego do gleby. Rośliny zmniejszają prędkość przepływu wody. Ściółka leśna i darń zapobiegają zamulaniu porów. Roślinność pozwala na gromadzenie większej ilości śniegu, a co za tym idzie, osłabia zamarzanie gleby i zapewnia lepsze wchłanianie wody do gleby. Naruszenie szaty roślinnej prowadzi do rozwoju erozji. Erozja jest najbardziej intensywna na zboczach pozbawionych roślinności (czysty ugór, gdzie współczynnik zagrożenia erozją wynosi K = 1).

Ze względu na stopień erozji gleby dzielimy na słabo wypłukane, średnio wypłukane i silnie wypłukane. Poniżej znajduje się diagnostyka gleby dla głównych typów gleb w Rosji.

Walka z erozją wodną obejmuje cały szereg działań przeciwerozyjnych: organizacyjno-ekonomicznych, agrotechnicznych, melioracyjnych i hydrotechnicznych, z uwzględnieniem strefowych warunków wilgotnościowych, topografii i stopnia erozji.

Środki organizacyjno-ekonomiczne zapewniają przede wszystkim racjonalne zagospodarowanie terenu, na którym opracowywane są plany działań przeciwerozyjnych i ich wdrażanie.

Do działań agrotechnicznych zalicza się uprawę gleby przeciwerozyjną (uprawa w poprzek skarp, bruzdowanie, obsypywanie, kopanie zaoranej ziemi i ugorów, orka z pogłębianiem podłoża, wcinanie, koszenie, wykonywanie bruzd burzowych, niwelowanie wąwozów i dziur), retencja śniegu, regulacja topnienia śniegu , stosowanie różnego rodzaju nawozów, stosowanie rolnictwa pasowego, regulacja wypasu zwierząt gospodarskich. Szczególną uwagę zwraca się na nasadzenia roślin ochrony gleby, płodozmian bogaty w trawy wieloletnie oraz strefy buforowe składające się z roślin jednorocznych i bylin. Największą skuteczność w ochronie gleby wykazują uprawy traw wieloletnich (współczynnik zagrożenia erozją jest bardzo niski – 0,08...0,01).

Działania melioracyjne mają na celu głównie tworzenie pól ochronnych, regulujących wodę pasów leśno-krzewiastych rozmieszczonych w poprzek zboczy, nasadzeń leśnych (przy wąwozach, przy wąwozach oraz na zboczach wąwozów i wąwozów).

Zadaniem środków hydrotechniki jest retencja i regulacja spływu powierzchniowego zboczy za pomocą różnych konstrukcji hydraulicznych: różnego rodzaju tarasów, szybów, kanałów odwadniających na skarpach do przechwytywania i odprowadzania spływu wód roztopowych i deszczowych, cieków szczytowych, a także niwelacja. zbocza wąwozów, tamy w wąwozach i belkach itp.

W rolnictwie nawadnianym główną uwagę zwraca się na zapobieganie erozji nawadniającej. W tym przypadku ważną rolę odgrywają techniki uprawy gleby i metody nawadniania.

Wiatr to ruch mas powietrza w warstwie powierzchniowej z różnymi prędkościami. Wiatr w kontakcie z powierzchnią gleby powoduje jej zniszczenie i przenoszenie powstałej drobnej ziemi na różne odległości. Proces transportu i akumulacji cząstek piasku nazywa się deflacją. W rezultacie powstają osady eoliczne. Deflacja rozwija się na otwartych przestrzeniach, gdzie powierzchnia gleby nie jest chroniona przez roślinność krzewiastą zielną lub leśną. Proces przenoszenia i akumulacji cząstek gliny nazywany jest zwykle erozją wietrzną.

Erozja wietrzna występuje codziennie i polega na stopniowym nawiewaniu wysuszonych cząstek żyznych, odsłonięciu korzeni roślin oraz krótkotrwałej erozji w postaci burz pyłowych (czarnych), które występują podczas silnych wiatrów, tornad i huraganów. Erozję wietrzną dzieli się na erozję lokalną i burze piaskowe. Erozja lokalna objawia się lokalnie, na poszczególnych polach lub obszarach, częściej na zboczach obciążonych wiatrem. Burze piaskowe pokrywają duże obszary - setki i tysiące hektarów.

Erozja wietrzna, czyli deflacja, występuje zarówno na lekkich, jak i ciężkich glebach węglanowych przy dużych prędkościach wiatru, niskiej wilgotności gleby i niskiej wilgotności względnej powietrza. Dlatego występuje głównie w suchych, stepowych regionach kraju. Zaoranie i spulchnianie gleb lekkich jest szczególnie niebezpieczne wiosną, kiedy pozbawione są ochronnej osłony zielonej, przez co są podatne na deflację. Erozja wietrzna charakteryzuje się usuwaniem przez wiatr najmniejszych części. Erozji wietrznej sprzyja niszczenie roślinności na obszarach o niedostatecznej wilgotności, silnym wietrze i ciągłym wypasie.

Intensywność erozji wiatrowej zależy od prędkości wiatru, stabilności gleby, obecności roślinności, rzeźby terenu i innych czynników. Na jego rozwój ogromny wpływ mają czynniki antropogeniczne. Na przykład niszczenie roślinności, nieuregulowany wypas zwierząt gospodarskich i niewłaściwe stosowanie środków agrotechnicznych gwałtownie nasilają procesy erozji.

Rozwój erozji wietrznej zależy od następujących czynników:

charakter ulgi;

skład granulometryczny i struktura gleb;

obecność i charakter szaty roślinnej.

Ruch cząstek gleby podczas erozji wietrznej zachodzi na trzy sposoby:

nieregularnie, wielkość cząstek - 0,05 - 0,5 mm;

walcowanie – wielkość cząstek od 0,5 do 10 mm;

w zawiesinie (wielkość mniejsza niż 0,1 mm).

Przy prędkości przepływu wiatru 5-7 m/s cząstki o średnicy do 0,25 mm unoszą się i poruszają.

Przy prędkości przepływu wiatru 9-12 m/s wielkość przenoszonych cząstek wzrasta do 1 mm.

Jednym z przejawów erozji wietrznej gleby są burze pyłowe (lub pyłowe). Na obszarach rolniczych nazywane są burzami „czarnymi”, ponieważ transportowana drobna ziemia ma czarny kolor ze względu na zawartość próchnicy.

Występowanie burz piaskowych jest związane z trzema głównymi czynnikami:

1) długotrwałe narażenie na działanie wiatru po powierzchni gleby nieosłoniętej roślinnością,

2) prędkość krytyczna przepływu wiatru,

3) charakter dezagregacji powierzchniowej warstwy gleby.

Wpływ burz na środowisko jest związany z prędkością przepływu wiatru i wielkością cząstek gleby. Naukowcy obliczyli, że aż 30-40% cząstek przenosi się w zawiesinie, 50-70% w wyniku skoków, a 5-25% w wyniku toczenia. W tym przypadku do 50% drobnej ziemi przemieszcza się bezpośrednio nad ziemią, w warstwie 0-30 cm.

W wyniku przenoszenia i akumulacji cząsteczki piasku tworzą różne formy: wydmy, grzbiety, kopce, wydmy.

Wydmy są charakterystyczne dla przybrzeżnych ruchomych piasków.

Kopce są dla ludzi znad rzeki.

Wydmy powstają na piaszczystych pustyniach i przypominają zamarznięte fale morskie. Często tworzą grzbiety.

Podstawą deflacji jest poziom, poniżej którego energia wiatrowa jest „bezsilna”. Z reguły jest to kapilarna „obręcz” wód gruntowych lub gęste osady. Maksymalna wysokość ruchomych piasków jest zwykle równa dwukrotności głębokości podstawy deflacyjnej.

Na terenach rolniczych, gdzie zimą jest mało śniegu, a jesienią i wiosną jest sucho, wierzchnia warstwa gleb gliniastych w niektórych latach (w odstępie 5–15 lat) znajduje się w stanie opryskiwanym i suchym, stając się „łatwym łupem” dla wiatru. W tym przypadku tworzą się pióropusze nagromadzenia drobnej ziemi, miejscami nieco przypominające wydmy, a także szyby i kopce osadzonej drobnej ziemi w pasach leśnych. Jednocześnie burze piaskowe mogą pokryć miliony hektarów gruntów ornych. Burze piaskowe rozwijają się na zasadzie efektu lawinowego.

Na podstawie badań terenowych w strefie „korytarza wiatrowego” Armawiru stwierdzono, że ruch cząstek frakcji niebezpiecznej pod względem erozji (1 mm) rozpoczyna się przy stałej prędkości wiatru wynoszącej 9-12 m/s.

Walka z deflacją i ochrona gleb przed erozją.

Walkę z deflacją prowadzi się różnymi metodami: mechanicznymi (deski, płoty), biologicznymi (wysiew roślin, krzewów, drzew odpornych na suszę) i chemicznymi (substancje strukturalne na bazie bitumów i lateksu).

Ochrona gleby przed erozją wietrzną obejmuje kompleks agroleśnictwa i specjalne środki przeciwerozyjne: gromadzenie i zachowanie wilgoci w glebie; zastosowanie uprawy bezodkładnicowej pozostawiającej ściernisko; system upraw pasowych (pola o szerokości 80-100 m), wykorzystanie pędów wysokich roślin (np. kukurydzy, słonecznika); system leśnych pasów ochronnych o konstrukcji ażurowej i wentylowanej.

Erozję wietrzną, szczególnie na otwartych stepach lub równinach, można kontrolować poprzez sadzenie pasów wiatrowych składających się z jednego lub więcej rzędów drzew lub krzewów ustawionych pod kątem do dominujących wiatrów. Wiatrochrony mają znaczenie lokalne, o ich skuteczności decyduje gęstość i wysokość drzew. Utrzymywanie gleby pod trwałą pokrywą roślinną w połączeniu z osłonami przed wiatrem to niezawodny sposób kontrolowania erozji wietrznej na obszarach, gdzie stanowi ona problem. Na glebach zasobnych w materię organiczną rzędy upraw zbożowych stosuje się w celu czasowej ochrony upraw warzywnych przed wiatrem. Jedną z opracowanych w ostatnich latach metod zwalczania erozji wietrznej gleb torfowiskowych jest tworzenie struktur w górnych warstwach gleby poprzez wprowadzanie środków powierzchniowo czynnych i polimerów wielkocząsteczkowych. Oddziaływanie dodatków z organiczną częścią torfu w naturalny sposób powinno wpływać na jego właściwości wodne. W takim przypadku należy znaleźć takie rozwiązania, aby jednocześnie z tworzeniem struktury system torfowy uzyskał optymalne właściwości wody.

Na obszarach erozji wietrznej decydującą rolę w ochronie gleby odgrywają płodozmiany chroniące glebę, pasowa organizacja pól z naprzemiennymi roślinami wysokimi, trawami zbożowymi i ugorami. W przypadku płodozmianu chroniącego glebę ogromne znaczenie ma właściwy dobór traw. Oprócz koniczyny w ostatnich latach w płodozmianach polowych i chroniących glebę zaczęto stosować lucernę i mieszanki traw z roślinami strączkowymi i trawami zbożowymi.

Opracowano system przeciwdziałania erozji wietrznej, który polega na prowadzeniu uprawy bezodkładnicowej, siewie redlicami i zastosowaniu wałów pierścieniowych. Techniki te ograniczają skutki procesów erozyjnych, susz i zwiększają produktywność rolnictwa.

Tylko dzięki systematycznym pracom nad zwalczaniem erozji wietrznej poprzez wprowadzenie nowego systemu uprawy bez orki i innych działań, występowanie erozji wietrznej zostało obecnie znacznie ograniczone. Wszystkie te naturalne czynniki, które komplikują warunki pracy obiektów inżynieryjnych i kompleksów gospodarczych, a także procesy wtórne, których przejaw jest związany z budową i gospodarczym użytkowaniem terytoriów, muszą zostać zidentyfikowane w procesie badań inżynieryjnych i geologicznych. W tym względzie regionalne badania inżynieryjno-geologiczne mają wyjątkowe znaczenie praktyczne i teoretyczne.

Wśród agrotechnicznych środków zwalczania erozji wodnej i wietrznej obiecująca jest poprawa właściwości fizycznych gleby poprzez zastosowanie sztucznych środków strukturotwórczych.

Rzeźby eoliczne to formy terenu powstałe pod wpływem wiatru, głównie na obszarach o suchym klimacie (pustynie, półpustynie); Występują także wzdłuż brzegów mórz, jezior i rzek, gdzie szata roślinna jest skąpa i nie jest w stanie chronić luźnych i zwietrzałych skał podłoża przed działaniem wiatru. Najczęściej spotykane są formy akumulacyjne i akumulatyjno-deflacyjne, powstałe w wyniku ruchu i osadzania się cząstek piasku przez wiatr, a także rozwinięte (deflacyjne) formy rzeźby eolskiej, powstałe w wyniku deflacji luźnych produktów wietrzenia, niszczenia skał pod wpływem dynamicznych podmuchów samego wiatru, a zwłaszcza pod wpływem uderzeń drobnych cząstek niesionych przez wiatr w potoku wiatrowo-piaskowym.

Kształt i wielkość utworów akumulacyjnych i akumulatyjno-deflacyjnych zależą od reżimu wiatru (siła, częstotliwość, kierunek, struktura przepływu wiatru) panującego na danym obszarze i działającego w przeszłości, od nasycenia cząstek piasku wiatrpiaskiem przepływu, stopień połączenia luźnego podłoża z roślinnością, wilgotność i inne czynniki, a także charakter leżącego pod spodem terenu. Największy wpływ na pojawienie się form eolicznych na pustyniach piaszczystych wywiera reżim aktywnych wiatrów, które działają podobnie do przepływu wody z turbulentnym ruchem ośrodka w pobliżu powierzchni stałej. Dla średnio- i drobnoziarnistego piasku suchego (o średnicy ziaren 0,5-0,25 mm) minimalna czynna prędkość wiatru wynosi 4 m/s. Formy akumulacyjne i deflacyjno-akumulacyjne z reguły poruszają się zgodnie z dominującym sezonowo kierunkiem wiatru: stopniowo pod rocznym wpływem aktywnych wiatrów o tych samych lub podobnych kierunkach; oscylacyjny i oscylacyjno-translacyjny, jeśli kierunki tych wiatrów zmieniają się znacząco w ciągu roku (w kierunku przeciwnym, prostopadłym itp.). Szczególnie intensywne jest przemieszczanie się nagich, piaszczystych form akumulacyjnych (z prędkością do kilkudziesięciu metrów rocznie).

Akumulacyjne i deflacyjno-akumulacyjne eoliczne formy płaskorzeźby pustyń charakteryzują się jednoczesną obecnością nałożonych na siebie form kilku kategorii wielkości: 1. kategoria - zmarszczki wiatru, o wysokości od ułamków mm do 0,5 m i odległości między grzbietami od kilku mm do 2,5 m; 2. kategoria - nagromadzenia tarczycy o wysokości co najmniej 40 cm; Kategoria III - wydmy o wysokości do 2-3 m, łączące się w grzbiet podłużny do wiatrów lub w łańcuch wydmowy poprzeczny do wiatrów: Kategoria IV - rzeźba wydmowa o wysokości do 10-30 m, kategoria V i VI - formy duże (do 500 m wysokości), utworzone głównie przez wznoszące się prądy powietrza. Na pustyniach strefy umiarkowanej, gdzie roślinność odgrywa ważną rolę, powstrzymując pracę wiatru, tworzenie się reliefów przebiega wolniej, a największe formy nie przekraczają 60-70 m, najbardziej charakterystyczne są tu warkocze, kopce-plamy i gryzą kopce o wysokości od kilku centymetrów do 10-20 m.

Ponieważ dominujący reżim wiatrowy (pasat, bryza monsunowa, cyklon itp.) oraz konsolidacja luźnego podłoża są zdeterminowane przede wszystkim przez czynniki strefowo-geograficzne, akumulacyjne i akumulacyjno-deflacyjne formy rzeźby eolicznej są na ogół rozmieszczone strefowo. Według klasyfikacji zaproponowanej przez Sov. geograf B.A. Fiodorowicz (1964), nagie, łatwo mobilne formy piaszczyste są charakterystyczne głównie dla wyjątkowo suchych pustyń tropikalnych (Sahara, pustynie Półwyspu Arabskiego, Iran, Afganistan, Taklamakan); częściowo zarośnięty, słabo mobilny - głównie dla pustyń pozatropikalnych (pustynie Azji Środkowej i Kazachstanu, Dzungarii, Mongolii, Australii); zarośnięte, przeważnie stacjonarne formy wydmowe – dla obszarów niepustynnych (głównie prastare regiony lodowcowe Europy, Zachodnia Syberia, Ameryka Północna). Szczegółową klasyfikację akumulacyjnych i deflacyjno-akumulacyjnych form terenu eolicznego w zależności od reżimu wiatru podano w opisie wydm i wydm; Poniżej znajduje się podobna klasyfikacja akumulacyjnych i akumulacyjno-deflacyjnych form terenu eolicznych dla częściowo zarośniętych pustyń piaszczystych.

Kompleksowe badanie eolicznych form terenu, ich morfologii, pochodzenia i dynamiki jest ważne dla rozwoju gospodarczego pustyń.

Erozja naturalna i przyspieszona

Powszechne użytkowanie ziemi doprowadziło do nasilenia się niebezpiecznego zjawiska – erozji wietrznej (deflacji), powodując ilościowe i jakościowe uszczuplenie zasobów ziemi. Pod wpływem wiatru agregaty glebowe są usuwane z górnej, najcenniejszej warstwy, co zmniejsza żyzność gleby.

Erozja prawie zawsze istniała w przyrodzie jako proces naturalny, którego prędkość jest tego samego rzędu, co prędkość procesu formowania się gleby. Jest to tzw. naturalna erozja geologiczna, której nie można zapobiec i która nie powoduje większych szkód (postępuje powoli i niezauważalnie).

Naturalna erozja ukształtowała masy lądowe i stworzyła nowoczesną topografię. Procesy erozji trwają do dziś, ale ich prędkość jest prawie niezauważalna dla człowieka, z wyjątkiem być może osunięć ziemi, ścierania brzegów morskich i erozji kanałów. Zmieniając środowisko naturalne niemal wszędzie, gdzie się osiedli, człowiek aktywuje procesy erozji.

Wraz z tym normalnym procesem geologicznym, będącym częścią samej ewolucji Ziemi, następuje przyspieszona, czyli niszczycielska erozja, która powstała pod wpływem działalności człowieka. Przy przyspieszonej erozji utrata składników gleby nie jest kompensowana, a gleba częściowo lub nawet całkowicie traci swoją żyzność. Co więcej, procesy niszczenia mogą zachodzić setki i tysiące razy szybciej niż podczas erozji naturalnej.

Przyspieszona erozja jest główną plagą rolnictwa na całym świecie, powodującą, że ogromne obszary żyznej ziemi stają się bezużyteczne.

Przyspieszona erozja jest konsekwencją nieprzemyślanego użytkowania gleb i jest spowodowana następującymi głównymi przyczynami: niekontrolowanym wylesianiem, nadmiernym wypasem, niewłaściwą orką na zboczach i niewłaściwymi metodami uprawy.

Głównymi przyczynami przyspieszania erozji są niewłaściwe praktyki rolnicze oraz nadmierny wypas, który prowadzi do naruszenia szaty roślinnej, a w konsekwencji do nasilenia procesów erozji wietrznej i wodnej. Strumienie deszczu powodują erozję luźnych gleb nawet na łagodnych zboczach, a tam małe wąwozy mogą szybko przekształcić się w duże wąwozy.

Istnieje wiele sposobów zwalczania przyspieszonej erozji. Wiatrówki posadzone w regularnych odstępach zmniejszają prędkość wiatru w niewielkiej odległości. Jeśli na polach utrzymuje się ściernisko przez całą zimę aż do wczesnej wiosny, erozja wietrzna i wodna ulega znacznemu spowolnieniu. Spływ deszczu można zminimalizować, uprawiając ziemię w poprzek, a nie wzdłuż zboczy, ale na stromych zboczach czasami lepiej jest przywrócić pokrywę leśną.

Nie tylko rolnictwo, ale także wiele innych rodzajów działalności antropogenicznej nasilają procesy erozyjne. Na przykład w wyniku wylesiania, jeśli nie zostanie przeprowadzone późniejsze ponowne zalesianie, duże obszary ulegają przyspieszonej erozji, a odkrywkowa eksploatacja węgla pozostawia ogromne hałdy luźnej gleby, podatnej na erozję deszczową.

Osuszanie

Aridyzacja (arydyzacja, od łac. aridus – suchy) to zespół procesów zmniejszających stopień uwilgotnienia obszarów, co powoduje zmniejszenie produktywności biologicznej ekosystemów poprzez zmniejszenie różnicy pomiędzy opadami atmosferycznymi a parowaniem. Z biegiem czasu parowanie zaczyna dominować nad opadami. W okresie szybkiego rozwoju rolnictwa nastąpiło znaczne wysuszenie gruntów na skutek wylesiania i degradacji w wyniku ewapotranspiracji.

Przyczyny mogą być zarówno naturalne, jak i antropogeniczne. Cykliczne zmiany klimatyczne można zaliczyć do naturalnych. Do przyczyn antropogenicznych zalicza się niszczenie roślinności, pompowanie wód gruntowych, erozję i burze piaskowe.

Osuszanie to zróżnicowany zespół procesów, które zmniejszają stopień uwilgotnienia terytoriów i wynikający z tego spadek produktywności biologicznej ekosystemów. Występuje zarówno z przyczyn naturalnych (cykliczne zmiany klimatyczne), jak i antropogenicznych (pompowanie wód gruntowych, erozja, burze piaskowe). Konsekwencją jest pustynnienie i rosnąca suchość obszarów pustynnych.

Pustynnienie

Pustynnienie lub pustynnienie to degradacja gleby w suchych, półsuchych (półsuchych) i suchych (półsuchych) regionach globu, spowodowana zarówno działalnością człowieka (przyczyny antropogeniczne), jak i czynnikami i procesami naturalnymi. Termin „pustynnienie klimatu” został ukuty w latach czterdziestych XX wieku przez francuskiego odkrywcę Auberwila. Pojęcie „ziemia” oznacza w tym przypadku system bioprodukcyjny składający się z gleby, wody, roślinności i innej biomasy, a także procesów środowiskowych i hydrologicznych zachodzących w tym systemie. Degradacja gruntów to zmniejszenie lub utrata produktywności biologicznej i ekonomicznej gruntów ornych lub pastwisk w wyniku użytkowania gruntów. Charakteryzuje się wysychaniem gleby, więdnięciem roślinności i spadkiem spoistości gleby, w wyniku czego możliwa jest szybka erozja wietrzna i powstawanie burz piaskowych. Pustynnienie to jedna z trudnych do zrekompensowania konsekwencji zmiany klimatu, ponieważ przywrócenie jednego konwencjonalnego centymetra żyznej pokrywy glebowej w strefie suchej zajmuje średnio 70–150 lat.

Ochrona przyrody to bardzo szerokie pojęcie. Obejmuje nie tylko działania mające na celu ochronę konkretnych obszarów pustyni czy poszczególnych gatunków zwierząt i roślin. We współczesnych warunkach koncepcja ta obejmuje także działania mające na celu opracowanie racjonalnych metod zarządzania środowiskiem, odbudowę zniszczonych przez człowieka ekosystemów, prognozowanie procesów fizycznych i geograficznych podczas zagospodarowania nowych terytoriów, tworzenie kontrolowanych systemów przyrodniczych

Konsekwencje pustynnienia pod względem środowiskowym i gospodarczym są bardzo znaczące i prawie zawsze negatywne. Zmniejsza się produktywność rolnictwa, zmniejsza się różnorodność gatunkowa i liczba zwierząt, co szczególnie w krajach biednych prowadzi do jeszcze większego uzależnienia od zasobów naturalnych. Pustynnienie ogranicza dostępność podstawowych usług ekosystemowych i zagraża bezpieczeństwu ludzi. Jest to istotna przeszkoda w rozwoju, dlatego w 1995 r. Organizacja Narodów Zjednoczonych ustanowiła Światowy Dzień Walki z Pustynnieniem i Suszą, a następnie ogłosiła rok 2006 Międzynarodowym Rokiem Pustyń i Pustynnienia.

W ostatnich latach z różnych części globu napływają niepokojące sygnały o coraz większym wkraczaniu pustyni na tereny zamieszkane przez człowieka. Za najbardziej prawdopodobne przyczyny tego dość niebezpiecznego zjawiska uważa się niesprzyjające warunki pogodowe, niszczenie roślinności, nieracjonalne gospodarowanie środowiskiem, mechanizację rolnictwa i transport bez odszkodowania za szkody wyrządzone przyrodzie. W związku z nasileniem procesów pustynnienia część naukowców mówi o możliwości pogłębienia się kryzysu żywnościowego. Szybki wzrost liczby ludności i technologii prowadzi także do nasilenia procesów pustynnienia w niektórych obszarach świata.

Istnieje wiele różnych czynników prowadzących do pustynnienia w suchych regionach świata. Wśród nich są jednak te pospolite, które odgrywają szczególną rolę w nasilaniu procesów pustynnienia. Obejmują one:

eksterminacja szaty roślinnej i niszczenie pokrywy glebowej podczas budownictwa przemysłowego i nawadniającego;

degradacja szaty roślinnej na skutek nadmiernego wypasu;

niszczenie drzew i krzewów w wyniku pozyskiwania paliwa;

deflacja i erozja gleby w wyniku intensywnego rolnictwa zasilanego deszczem;

wtórne zasolenie i podlewanie gleb w nawadnianych warunkach rolniczych;

niszczenie krajobrazu na terenach górniczych na skutek odpadów przemysłowych, odprowadzania ścieków i wód drenażowych.

Wśród naturalnych procesów prowadzących do pustynnienia do najbardziej niebezpiecznych należą:

klimatyczny – wzrost suchości, spadek zapasów wilgoci spowodowany zmianami makro- i mikroklimatu;

hydrogeologiczne – opady stają się nieregularne, zasilanie wód gruntowych epizodyczne;

morfodynamiczny – aktywizują się procesy geomorfologiczne (erozja, deflacja itp.);

gleba – przesuszenie gleb i ich zasolenie;

fitogeniczne – degradacja pokrywy glebowej;

zoogeniczne - zmniejszenie populacji i liczby zwierząt.

Walka z procesami pustynnienia prowadzona jest w następujących kierunkach:

wczesna identyfikacja procesów pustynnienia w celu zapobiegania im i eliminowania, koncentrując się na kształtowaniu warunków racjonalnego zarządzania środowiskiem;

tworzenie ochronnych pasów leśnych wzdłuż obrzeży oaz, granic pól i wzdłuż kanałów;

tworzenie lasów i zielonych „parasolów” z lokalnych gatunków - psamofitów w głębinach pustyń w celu ochrony zwierząt gospodarskich przed silnymi wiatrami, palącymi promieniami słońca i wzmocnienia zaopatrzenia w żywność; odtworzenie szaty roślinnej na terenach górnictwa odkrywkowego, wzdłuż budowy sieci nawadniającej, dróg, rurociągów i wszystkich miejsc, gdzie została ona zniszczona; konsolidacja i zalesianie ruchomych piasków w celu ochrony gruntów nawodnionych, kanałów, osiedli, linii kolejowych i autostrad, rurociągów naftowych i gazowych oraz przedsiębiorstw przemysłowych przed zanoszeniem i wywiewaniem piasku.

Główną dźwignią skutecznego rozwiązania tego globalnego problemu jest współpraca międzynarodowa w zakresie ochrony przyrody i zwalczania pustynnienia. Życie Ziemi i życie na Ziemi w dużej mierze zależy od tego, jak terminowo i pilnie zostaną rozwiązane zadania monitorowania i zarządzania procesami naturalnymi.

Problem zwalczania niekorzystnych zjawisk obserwowanych w strefie suchej istnieje od dawna. Powszechnie przyjmuje się, że spośród 45 zidentyfikowanych przyczyn pustynnienia 87% wynika z irracjonalnego wykorzystania przez człowieka wody, gruntów, roślinności, dzikiej przyrody i energii, a tylko 13% wynika z procesów naturalnych.

Erozja(od łacińskiego słowa erosio - erozja) to niszczenie gleby i gleby przez strumienie i strumienie stopionej wody, deszczu, burzy i wody do nawadniania (erozja wodna) lub przez wiatr (erozja powietrzna - deflacja).

Rodzaje erozji wodnej: wąwozy (liniowe, strumieniowe), płaskie i nawadniające (nawadniane).

Erozja gleby powoduje ogromne szkody dla światowego rolnictwa. Z powodu erozji na całym świecie utracono już 2 miliardy hektarów gruntów rolnych, w tym 50 milionów hektarów gruntów ornych.

Gleba jest systemem samoleczenia, jednak przywrócenie 2,5 cm warstwy gleby zniszczonej w sposób naturalny przez erozję do stanu pierwotnego zajmie od 300 do 1000 lat, a 18 cm - do 2-7 tysięcy lat.

Pod wpływem erozji tworzą się wąwozy, które utrudniają uprawę gleby, rozwijają się wąwozy, w wyniku czego zmniejsza się powierzchnia gruntów ornych, niszczone są drogi, grunty rolne zamulają się, a w dolnych elementach rzeźby – strumienie, rzeki, jeziora i stawy. W górnej jednej trzeciej krótkich stoków poziom próchnicy jest zmniejszony lub całkowicie wypłukany, a plony roślin rolniczych gwałtownie spadają.

Przyczyny erozji gleby. Na intensywność rozwoju procesów erozyjnych duży wpływ ma klimat, topografia, odporność gleb na erozję, roślinność, działalność gospodarcza człowieka i inne czynniki.

Klimat wpływa na rozwój procesów erozyjnych na skutek wahań temperatury, ilości i intensywności opadów oraz siły wiatru. Głębokość zamarzania gleby, intensywność topnienia i rozmrażania gleby, odpływ roztopionej wody i jej wchłanianie do gleby zależą od temperatury.

Jeżeli na niezamarzniętej glebie utworzy się trwała pokrywa śnieżna, wówczas podczas jej topienia na wiosnę woda zostanie dobrze wchłonięta w glebę i nie nastąpi spływ wody, wymywanie ani erozja gleby. Jeśli wiatr zwiewa zimą ze stoków śnieg, wówczas gleba zostaje odsłonięta, głęboko zamarza, a roztopiona woda jest słabo wchłaniana, obserwuje się duży spływ wody i zniszczenie gleby.

Najbardziej intensywne niszczenie gleb przez roztopioną wodę na Ukrainie występuje w północnej części Leśnostepu i Polesia, a na pozostałej części terytorium erozja rozwija się głównie na skutek ulewnych deszczy. Na terenach górskich – Donbasie, górzystej części Karpat i Krymie – utrata gleby osiąga największe rozmiary.

Wiatr wpływa na rozwój erozji wodnej, rozprowadzając śnieg po elementach rzeźby, wywiewając go ze zboczy do wąwozów, wąwozów itp.

Wiatr odgrywa wiodącą rolę w rozwoju deflacji. Erozyjna siła wiatru zaczyna objawiać się przy prędkości 8-12 m/s na wysokości 10 m od powierzchni gleby, staje się znacząca przy prędkości 12-15 m/s i silna przy prędkości 16-25 m/s. S.

Na prędkość wiatru wpływa szata roślinna, zwłaszcza gatunków leśnych. Na bezdrzewnych obszarach strefy stepowej prędkość wiatru osiąga 20-30 m/s, a na stepie leśnym i Polesiu jest mniejsza.

Opady znacznie osłabiają erozję wietrzną na skutek zawilgocenia gleby, jednak ich obfitość powoduje rozwój erozji wodnej.

Główną przyczyną rozwoju erozji wodnej jest relief. Długość i nachylenie zbocza, wielkość zlewni oraz kształt powierzchni zbocza determinują stopień rozwoju procesów erozyjnych. Im dłuższe zbocze i im większe jest jego nachylenie, tym większy obszar i z większą intensywnością rozwija się erozja.

Intensywność utraty gleby zależy od kształtu zbocza. Na zboczach wypukłych jest większa, na zboczach wklęsłych mniejsza. Często zbocza mają złożony kształt: w jednym miejscu wypukły, w innym prosty lub wklęsły.

Stopień erozji gleby i powstawania wąwozów zależy od wielkości, kształtu i nachylenia zbocza.

Na intensywność erozji duży wpływ ma stan i charakterystyka samych gleb. Zatem dobrze ustrukturyzowane, zasobne w próchnicę gleby o składzie mechanicznym lekkim i średniogliniastym charakteryzują się luźnością i dobrą przepuszczalnością wody, dzięki czemu wymywanie i erozja na nich są znacznie zmniejszone. I odwrotnie, na zniszczonych, opryskanych, zagęszczonych glebach o ciężkim składzie mechanicznym woda jest powoli wchłaniana, gromadzi się na powierzchni i spływa do niskich obszarów reliefu, powodując wymywanie i erozję gleby.

Tworzenie się skorupy glebowej na powierzchni i podstawie płużnej, obecność warstwy zamarzniętej utrudniają przepuszczalność wody, powodują spływ wody, wymywanie i erozję gleby. Według stopnia spadku odporności przeciwerozyjnej najważniejsze rodzaje gleb uprawnych na Ukrainie można uszeregować w następującej kolejności: czarnoziemy, szare gleby leśne, gleby bagienno-bielicowe, gleby kasztanowe, solonece.

Występowanie i rozwój erozji w dużej mierze zależy od składu mechanicznego gleby. W warunkach naturalnych gleby o lekkim składzie mechanicznym - piaszczyste i piaszczysto-gliniaste - są bardziej podatne na deflację. Gleby ciężkie (gliniaste) podatne są na erozję powietrzną jedynie w stanie spulchnionym, opryskowym lub po zniszczeniu wierzchniej warstwy w wyniku wypasu. Gleby wapienne - czarnoziem i kasztanowiec - są łatwo niszczone przez wiatr. Gleby i gleby Solonetz są odporne na wiatr.

Szata roślinna znacznie ogranicza lub całkowicie eliminuje rozwój erozji gleby. Gęsta roślinność zapobiega bezpośredniemu działaniu kropel deszczu i niszczeniu agregatów glebowych. Część wody jest zatrzymywana przez koronę samych roślin, a gęste drzewostany gwałtownie spowalniają przepływ wody. W ten sposób roślinność pomaga glebie wchłaniać wodę, chroni powierzchnię gleby przed zniszczeniem i spowalnia ruch wody po powierzchni.

Pozostałości roślinne (ściernisko) na powierzchni gleby przyczyniają się do zatrzymywania i gromadzenia się śniegu na polu, zmniejszając głębokość zamarzania gleby. Zapobiegają rozwojowi erozji wodnej i wietrznej gleb.

Najkorzystniej na ograniczenie erozji gleby wpływają trawy wieloletnie. Ich pokrycie trawiaste chroni glebę przed działaniem wiatru i kropel deszczu, poprawia właściwości fizyczne gleby i zwiększa jej przepuszczalność.

Tło z wysokimi roślinami ma ogromne znaczenie.

Spośród roślin uprawnych uprawy rzędowe, zwłaszcza buraki cukrowe, w najmniejszym stopniu hamują erozję gleby. Ograniczając liczbę upraw międzyrzędowych wykorzystując do ich uprawy technologie przemysłowe, zmniejszamy niebezpieczeństwo erozji. Jednak efekt jest nieznaczny. Fitomelioracją nazywa się wykorzystanie roślin do ochrony gleb przed erozją.

Działalność gospodarcza człowieka ma ogromny wpływ na procesy erozyjne. Zatem wzrostowi udziału roślin rzędowych i czystych odłogów w płodozmianie towarzyszy wzrost intensywności erozji gleby. Specjalizacja gospodarstwa np. w uprawie buraków przyczynia się do zwiększonej erozji gleby.

Na terenach pochyłych intensywna uprawa mechaniczna z owijaniem wierzchniej warstwy gleby przyczynia się do rozwoju erozji gleby. Intensywna mechaniczna uprawa gleby powoduje jej rozproszenie, destrukturyzację oraz zwiększoną erozję wietrzną i wodną. Pod wpływem przejazdu przez pole ciężkich ciągników i innych maszyn rolniczych gleba ulega znacznemu zagęszczeniu, zmniejsza się jej przepuszczalność wody, wzrasta przepływ wody, erozja i wymywanie gleby.

Odporność gleby na erozję w dużej mierze zależy od zawartości w niej próchnicy. Humus przyczynia się do powstania wodoodpornej struktury gleby, co zapobiega rozwojowi erozji.

Nieracjonalne użytkowanie gruntów przy dużym nasyceniu płodozmianu roślinami rzędowymi, duża intensywność uprawy mechanicznej, brak płodozmianu chroniącego glebę oraz siew traw wieloletnich przyczyniają się do rozwoju erozji.