ПОЧВЫ

 

 

ОХРАНА ПОЧВ. Эрозия и дефляция почв

 

Возникновение проблемы охраны почв связано с тем, что, будучи компонентами очень тонко сбалансированных природных экосистем и находясь в динамическом равновесии со всеми другими компонентами биосферы, в условиях использования человеком в разнообразной хозяйственной деятельности или в результате побочных воздействий почвы часто теряют свое природное плодородие, деградируют или даже полностью разрушаются. Естественно, деградация почв и почвенного покрова имеет место там, где деятельность человека может быть определена как нерациональная, экологически необоснованная, несоответствующая природному биосферному потенциалу конкретной территории.

 

В течение столетий, а в некоторых районах даже тысячелетий человек использует почвы весьма эффективно, не только не разрушая их, но даже повышая их плодородие или превращая в плодородные угодья природно бесплодные земли. В то же время за историю человеческой цивилизации было безвозвратно разрушено и потеряно больше продуктивных почв, чем сейчас распахивается во всем мире. Две трети, если не три четверти, всех современных пахотных почв подвержены в той или иной степени различным деградационным процессам, а ежегодные безвозвратные потери пахотных почв мира достигают 6—7 млн. га, из которых около 1 млн. га отчуждается для несельскохозяйственного использования, а 5—6 млн. га забрасываются вследствие деградации и превращаются в пустыню (В. А. Ковда, 1981).

 

Охрана почв — это острейшая глобальная проблема сегодняшнего дня, с которой непосредственно связана проблема обеспечения продовольствием все возрастающего населения планеты. Охрана почв — не самоцель. Охрана и использование почв — единое целое; это система мероприятий, направленная на защиту, качественное улучшение и рациональное использование земельных фондов. Охрана почв необходима для сохранения и приумножения плодородия почв, для поддержания устойчивости биосферы.

 

С первых дней своего существования Советское государство отменило частную собственность на землю и стало проявлять заботу о научно правильной эксплуатации земли, увеличении ее плодородия, усовершенствовании сельскохозяйственной технологии и, наконец, расширении сельскохозяйственных знаний в трудовых массах земледельческого населения.

 

 

Партия и правительство проявляют постоянную заботу об охране окружающей среды, в том числе о правильном использовании почвенных ресурсов. Верховным Советом СССР приняты «Основы земельного законодательства Союза ССР и союзных республик» (1968). Охране почв и рациональному их использованию посвящено постановление Совета Министров СССР от 2 июня 1976 г. «О рекультивации земель, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы при разработке месторождений полезных ископаемых и торфа, проведении геологоразведочных, строительных и других работ». ЦК КПСС и Совет- Министров СССР 15 июля 1976 г. приняли постановление «О плане мелиорации земель на 1976—1980 гг. и мерах по улучшению использования мелиорированных земель». Октябрьским (1984 г.) Пленумом ЦК КПСС принята Долговременная программа мелиорации земель до 2000 г. В решениях Пленума подчеркнута необходимость комплексной мелиорации наших почв, значение почвоведения как науки, значение связи науки с практикой. Большое внимание охране природы, в том числе почв, уделено в решениях XXVII съезда КПСС. В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года записано: «Обеспечить рациональное использование земель, защиту их от ветровой эрозии, селей, оползней, подтопления, заболачивания, иссушения и засоления. Усилить работу по улучшению сохранности сельскохозяйственных угодий, созданию полезащитных лесных полос».

 

Охране почв и почвенного покрова планеты посвящен и ряд международных программ и соглашений. В 1972 г. в Стокгольме были приняты Декларация и План действий по охране окружающей среды, включая почву. В 1977 г. в Найроби был принят Всемирный план действий по борьбе с опустыниванием. В 1981 г. МСОП была принята Всемирная конвенция по охране природы, к которой присоединилось большинство стран мира. В 1982 г. ФАО была принята Всемирная почвенная хартия, а в 1983 г. ЮНЕП приняла Основы мировой почвенной политики. Все эти международные документы подчеркивают роль почвы как незаменимого и общего достояния человечества и направлены на ее сохранение на благо современного и грядущих поколений людей.

 

Эрозия и дефляция почв

 

Эрозия почв. Это наиболее широко распространенный процесс разрушения почвенного покрова, включающий вынос, перенос и переотложение почвенной массы. В зависимости от главного фактора разрушения эрозию делят на водную и ветровую (дефляция).

 

До появления человека в древние геологические периоды, интенсивность эрозионных процессов была низкой. Однако под ее воздействием происходило нивелирование рельефа, формирование склонов и аккумулятивных равнин. Такого рода эрозию называют геологической или нормальной. Современную эрозию, связанную с земледелием, называют ускоренной. Интенсивность размыва пахотных почв на два-три порядка выше, чем целинных в аналогичных геоморфологических условиях.

 

Эрозия наблюдается во всех частях света. Темпы эрозии при нерациональном природопользовании особенно велики в горных, интенсивно увлажняемых или, наоборот, аридных районах. В США за последние 150 лет более 100 млн. га пашни и пастбищ разрушены или сильно повреждены эрозией, более 300 млн. га затронуты эрозией, 20 млн. га пашни превращены в бедленд, до 40 млн. га имеют наполовину смытый гумусовый слой (X. Беннет, 1958). В Советском Союзе 2/3 пахотных земель эрозионно опасные (М. Н.Заславский, 1979). За последние десятилетия твердый сток с суши в океан вырос в 50 раз.

 

Водная эрозия, помимо потери наиболее плодородной части почвы, сопровождается рядом других неблагоприятных явлений: потерей талых и дождевых вод, уменьшением запасов воды в почве, расчленением полей, заилением рек, прудов, водоемов и водохранилищ, оросительных и дренажных систем. Развитие водной эрозии зависит от ряда факторов.

 

Мощность снегового покрова и интенсивность его таяния определяют характер поверхностного стока. Все условия (быстрое прогревание, плохая водопроницаемость и др.), способствующие формированию большого стока, стимулируют проявление эрозии. Основной разрушительной силой в средней полосе обладают талые воды. Но и дождевые осадки эрозионно опасны. Их разрушительная сила определяется количеством, интенсивностью, величиной капель. Ливневые дожди с крупными каплями вызывают более интенсивную эрозию, чем моросящие дожди, даже если воды в последнем случае стекает больше.

 

На интенсивность эрозии влияет и характер рельефа: форма, крутизна и длина склонов, величина и форма водосборов. Эрозия усиливается на выпуклых, крутых и длинных склонах. Суживающиеся и вытянутые в длину водосборы благоприятствуют образованию оврагов.

Гранулометрический состав почв и их структурное состояние также сказываются на интенсивности проявления водной эрозии. В обогащенной органическим веществом и структурной почве эрозия менее активна, так как поверхностный сток переводится во внутрипочвенный. Лёсс, лёссовидные суглинки особенно легко размываются водой.

 

Проявлению водной эрозии способствуют отсутствие растительного покрова на пахотных почвах весной при таянии снега и в период осенних дождей. К тому же в пахотных почвах благодаря воздействию сельхозмашин разрушается структура, уплотняется поверхность почвы, уменьшается количество органического вещества.

 

Водная эрозия вызывает изменение не только физических свойств (ухудшение структуры, уплотнение пахотного слоя), но и сокращает или уничтожает гумусовый горизонт. В связи с этим заметно уменьшаются запасы гумуса, азота, фосфора, калия и других питательных элементов. Почва теряет свое плодородие ().

 

Ветровая эрозия (дефляция) распространена преимущественно в районах недостаточного увлажнения и низкой относительной влажности воздуха. Дефляции особенно подвержены почвы степей, саванн, полупустынь и пустынь. Усилению разрушительного действия ветров способствует рельеф с древними ложбинами стока вдоль направления господствующих ветров, малогумусность и легкий гранулометрический состав почв, широкое распространение яровых зерновых и пропашных культур, когда значительную часть года почва не прикрыта растительностью. Дефляцию почв легкого гранулометрического состава может вызвать ветер со скоростью 3—4 м/с. Оструктуренные почвы более устойчивы к ветровой эрозии, чем распыленные.

 

Ветровая эрозия проявляется в виде пыльных бурь и повседневной дефляции. Пыльные бури повторяются раз в 3 — 5—10— 20 лет. Они наносят большой вред хозяйствам, разрушая почву, вынося вместе с посевом до 15—20 см поверхностного слоя. Повседневная эрозия медленно, но методично разрушает почву. Эро- зионно опасные земли в отдельных областях Казахстана составляют до 40%. Выдувание верхнего слоя почвы, как и в случае с водной эрозией, ведет к сокращению мощности гумусового профиля, уменьшению запасов гумуса, азота и других элементов питания в нем ().

 

Таблица 43. Запасы питательных элементов в дефлированных почвах (по JI. Ф. Смирновой, 1960)

Степень дефляции   Запасы           в пахотном слое,      т/га

            гумус  азот     кр        Р,0,

Целина           67                    3,75     0,60     0,57

Слабоэродированная           54                    3,10     0,65     0,71

Силъноэродированная         21                    1,48     0,32     0,49

 

Частная собственность на землю, нерациональная эксплуатация земли, погоня за максимальными сиюминутными прибылями, колониальная система хозяйства привели во многих странах к катастрофическому развитию эрозии, к потере большей части плодородного слоя почв. Борьба с эрозией требует планомерной комплексной работы, требует капитальных вложений и государственного контроля. Естественно, что далеко не все государства могут эти мероприятия осуществить. В нашей стране противо- эрозионные мероприятия планирует, финансирует и осуществляет государство.

 

Охрана почв от водной эрозии и дефляции почв

 

Комплекс противоэрозионных мероприятий включает организационно-хозяйственные, агротехнические и лесомелиоративные меры. Организационно-хозяйственные мероприятия предполагают рациональное распределение земельных угодий. Противоэрозионной организации территории' предшествует изучение типов местности, интенсивности эрозионных процессов, составление картограмм категорий земель по интенсивности эрозии. Комплексные проти- воэрозионные мероприятия проводят с учетом характера ландшафта, с охватом водосборных бассейнов. На равнинных территориях склоны крутизной до 9° используют под обычные полевые культуры, на склонах 9—15° размещают почвозащитные севообороты. Более крутые склоны исключают из интенсивного земледелия, используя их под посевы многолетних трав на сено и выпас. В структуре посевов холмистых районов рекомендуют увеличить площадь многолетних трав до 50% и сократить площадь пропашных культур.

 

На длинных склонах, где возрастают масса, скорость и несущая сила воды, рекомендуют земледелие полосами. Здесь применим севооборот с приблизительно равными площадями зерновых, кормовых культур и трав. Пропашные культуры чередуют с почвозащитными. Там, где эрозия особенно опасна, используют постоянные полосы из многолетних трав, кустарников и деревьев.

 

Эродированные участки отводят под почвозащитные лугово-паст- бищные севообороты, а сильноэродированные — для постоянного залужения или облесения.

 

Агротехнические противоэрозионные мероприятия направлены на ослабление поверхностного стока и перевода его во внутри- почвенный. Обработка почв по горизонтали, «контурное» земледелие уменьшают смыв почвы на 50% " поверхностный сток на 12— 99%. На склонах крутизной более 2° контурную вспашку зяби и паров сочетают с обвалованием, создавая валики высотой 15—25 см. Обвалование с перемычками создает на поверхности поля сеть микроводоемов, задерживающих талую воду. Для создания равномерного снежного покрова применяют снегозадержание, снегозащитные устройства: пахоту снега, прикатывание, щиты и др. Лесные полосы и кулисы размещают вдоль общего направления горизонталей, не допуская локальных концентраций снега. Кро- тование почвы способствует регулированию стока, переводу поверхностного стока во внутрипочвенный, предотвращению смыва почвы, улучшению воздушного режима.

 

Для сокращения поверхностного стока в ряде южных районов, на Урале, в Казахстане и Сибири рекомендуют безотвальную вспашку с сохранением стерни или пожнивных остатков. В других регионах целесообразна глубокая зяблевая вспашка раз в 3—5 лет. Она увеличивает запасы влаги и уменьшает смыв. В горных условиях для предотвращения и ослабления водной эрозии проводят террасирование склонов. Размер и уклон террас регулируют так, чтобы поверхностный сток можно было задержать или по каналу сбросить.

 

Особых мероприятий требует борьба с оврагами. Только в европейской части СССР овраги занимают около 5 млн. га (Г. В. Добровольский, Л. А. Гришина, 1985). С помощью бульдозера овраг выполаживают, предварительно снимая и селективно складируя гумусовый слой. Перемещают грунт с прибровочной части в овраг. На спланированную поверхность возвращают гумусовый слой. У вершины оврага сооружают систему канава — вал для отвода поверхностного стока. Одновременно с регулированием стока на водосборах проводят закрепление склонов оврага и залуже- ние ложбин стока. Если овраги развиты настолько, что угрожают путям сообщения или населенным пунктам, то создают специальные противоэрозионные гидротехнические сооружения. Такие сооружения необходимы при наличии большой водосборной площади и в тех оврагах, которые предполагают использовать в качестве постоянных водоспусков.

 

Помимо укрепления вершин и склонов оврагов и балок для борьбы с водной эрозией используют лесопосадки на прилегающих площадях. Весь комплекс противоэрозионных мероприятий приводит к регулированию снегового покрова, стока талых и ливневых вод, к переводу поверхностного стока во внутрипочвенный, к сокращению водной эрозии.

 

Комплекс мероприятий по предотвращению и ослаблению дефляции почв также включает организационно-хозяйственные, агротехнические и лесомелиоративные меры борьбы. Организационно- хозяйственные мероприятия предполагают рациональное распределение земельных угодий. В результате детального обследования выделяют площади развеваемых песков, ветроударные склоны и повышенные участки местности, где сильно развиты процессы дефляции. Такие территории целесообразно засеять многолетними травами или отвести под посадку лесных и плодово-ягодных насаждений. Предотвращению ветровой эрозии способствуют почвозащитные севообороты и полосное земледелие. При нарезке полей севооборота длинные стороны следует ориентировать поперек активных эрозионных ветров. Это особенно важно, если в дальнейшем по границам полей предполагают посадку лесных полос.

 

Агротехнические мероприятия по борьбе с дефляцией почв предусматривают безотвальную обработку почвы, которая позволяет сохранить на поверхности полей до 85% стерни и других растительных остатков. В зимнее время стерня защищает поле от дефляции и способствует равномерному распределению снега, что способствует более быстрому развитию всходов и устойчивости их к воздействию ветра.

 

На землях, подверженных ветровой эрозии, чистые пары заменяют занятыми, сидеральными и кулисными. Кулисы из высоко- стебельных растений предохраняют почву от выдувания весной и летом, а зимой способствует снегозадержанию. Для степных районов Казахстана и Сибири рекомендуют полосное размещение паров, где чередуются пар и посев зерновых.

Силу ветра ослабляет полосное размещение культур, когда чередуются однолетние культуры с полосами многолетних трав. Полосы располагают перпендикулярно к активным ветрам. Ширина полос зависит от степени подверженности почв эрозии и конкретных природных условий данной местности.

 

На эрозионно опасных территориях Казахстана и Алтайского края применяют почвозащитные севообороты. Многолетние травы в таких севооборотах занимают 50% площади пашни, т. е. половину полос в каждом поле. Такого типа севообороты обеспечивают прекращение ветровой эрозии, позволяют получить более высокие урожаи зерновых культур и заготавливать большое количество ценных кормов для животноводства.

 

Важная роль в повышении противоэрозионной устойчивости принадлежит структурообразованию. Наряду со своевременной щадящей обработкой и посевами многолетних трав для острукту- ривания почв в последние годы стали применять полимеры-структу- рообразователи. Особенно эффективны они на легких почвах.

 

Лесомелиорация — важное звено с борьбе с дефляцией. Размещение лесных полос на полях производят с учетом направления активных эрозионных ветров и при тщательном учете характера рельефа и почвенного покрова. Полосы располагают в виде клеток. Взрослые 20—30-летние лесные полосы защищают 30—40-крат- ную территорию. Лесные полосы не только защищают почву от эрозии, но создают более благоприятный микроклимат и обеспечивают прибавку урожая на 3—4 ц/га.

 

На пастбищах ветровая эрозия возникает от выбивания дерна скотом. На разбитых песках необходимо запретить выпас скота, устраивать скотопрогоны и засевать участки ценными кормовыми травами. Для предохранения пастбищ от выбивания следует периодически выделять участки с обедненным и засоренным травостоем для отдыха и подсева кормовых трав. Желательно обводнять пастбища и создавать лесополосы — «зонты» для предохранения от солнцепека и буранов.

 

Водная и ветровая эрозия в природе часто взаимосвязаны. Это следует учитывать при разработке противоэрозионных мероприятий.

 

Промышленная эрозия почв

 

Разрушение почвенного покрова вызывает и промышленная деятельность человека. Наиболее активное разрушение почвенного покрова и ландшафта в целом вызывает добыча полезных ископаемых открытым способом, который экономически высоко эффективен. Более 75% продукции горной промышленности добывают открытым способом. При этом нарушают растительный и почвенный покровы, гидрологический и гидрохимический режимы территории. Во многих странах значительные площади заняты карьерами, отвалами и терриконами. Твердые наносы и токсические соединения загрязняют водотоки и этим дополнительно нарушают приблизительно равную разработкам территорию. В США нарушенная разработками площадь составляет более 1,3 млн. га, в Англии — более 60 тыс. га, в ФРГ — более 30 тыс. га (Л. В. Мото- рина, В.А.Овчинников, 1975). В Советском Союзе промышленная эрозия имеет место в Донбассе, Кузбассе, районе КМА, на Урале, в республиках Средней Азии и Прибалтики, в Подмосковном бассейне и некоторых районах Севера и Сибири, в Казахстане. В настоящее время рекомендована селективная выемка и складирование гумусированных горизонтов почв для дальнейшего восстановления нарушенных территорий.

 

При горных разработках на дневую поверхность часто выносят малопригодные для произрастания растительности грунты или даже токсичные породы. Токсичность определяется минералогическим и солевым составом пород. Присутствие в породе пирита ведет при его выветривании к резкому подкислению среды. Через 30—40 дней после выноса такой породы на поверхность рН ее меняется от 5,5 до 2,1, резко возрастает содержание подвижных соединений железа (до 150—180 мг/100 г), а содержание подвижного алюминия достигает токсичного уровня. Вскрышным породам, как правило, свойственна высокая кислотность и очень высокая неоднородность как по химическим, так и физическим свойствам. Поэтому мелиорация вскрышных пород предусматривает известкование, внесение минеральных удобрений и гомогенизацию корнеобитаемого слоя.

 

Подземная добыча полезных ископаемых также ведет к нарушению ландшафта, так как со временем развиваются просадочные явления, меняются рельеф и гидрологический режим территории. Спутниками шахт являются терриконы, размывание и распыление которых ухудшает свойства окружающих почв и водотоков.

 

Твердые отходы производства многих предприятий, перерабатывающих минеральное сырье, и электростанций нарушают и бесполезно занимают большие территории. В настоящее время разработаны приемы рекультивации терриконов, золоотвалов и шламов и найдены пути утилизации этих отходов на дорожное строительство и стройматериалы.

 

Нарушение качества почвенного покрова происходит и при добыче нефти. Загрязнение почв в районе нефтедобычи происходит сырой нефтью и нефтяньми водами, извлекаемыми из скважин, пластовыми водами. Загрязнителями могут быть буровые растворы, применяемые при нефтедобыче. Газовые потоки, связанные с месторождением нефти, могут менять состав почвенного воздуха, обогащая его углеводородами, сероводородом, оксидами углерода, серы, азота. Пластовые воды, обогащенные растворимыми солями, вызывают местное засоление почв.

 

Непроизводительные потери почв сопровождают дорожное строительство, линии электропередач, промышленное и гражданское строительство. Нормы отвода земель, особенно пахотных, должны находиться под строгим контролем.

 

 

К содержанию: Ковда, Розанов: Почвоведение

 

Смотрите также:

 

Химия почвы  Образование почв  Грунтоведение