Естественная и искусственная эрозия почв. Методы борьбы с эрозией почв

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Омский государственный  технический университет"

Кафедра "Автоматизированные системы обработки информации и управлении"

 

 

 

 

Реферат

По дисциплине "Экология"

Тема: " Естественная и искусственная эрозия почв. Методы борьбы с эрозией почв."

 

 

 

 

Выполнил:

 студент 1 курса заочного 

отделения группа ЗАС - 113

Фомин Александр Иванович

 

 

 

 

 

Омск 2014 г.

Эрозия (от лат. erosio -- разъедание) - многообразные процессы разрушения и выноса почвенного покрова потоками воды и ветра.

 Широкое использование земельных площадей привело к интенсификации опасного явление: водной и ветровой эрозии (дефляции), вызывающей количественное и качественное истощение земельных ресурсов. Под воздействием воды и ветра происходит вынос почвенных агрегатов из верхнего, наиболее ценного слоя, что снижает плодородие почвы.

Эрозия почти всегда существовала в природе как естественный процесс, скорость которого того же порядка, что и скорость процесса почвообразования. Это так называемая естественная геологическая эрозия, которую предотвратить невозможно и которая особого вреда не приносит (она протекает медленно и незаметно).

 Наряду с этим нормальным геологическим процессом, являющимся частью самой эволюции Земли, имеет место ускоренная, или разрушительная эрозия, возникшая под влиянием деятельности человека. При ускоренной эрозии потери компонентов почвы не компенсируются и почва частично или даже полностью теряет свое плодородие. При этом процессы разрушения могут проходить в сотни и тысячи раз быстрее, чем при естественной эрозии. Ускоренная эрозия основной бич земледелия на всем земном шаре, выводящая из строя огромные площади плодородных земель.

 Из всех стран мира наибольшего развития эрозия почв достигла в США. Еще в 1939 г. Было подсчитано, что за 150 лет истории США не менее 114 млн.га удобных земель подверглось разрушению или обеднению. Кроме того, на площади в 313 млн.га ускоренная эрозия снесла значительную часть верхнего почвенного горизонта, составлявшего слой пахотной земли. Каждый год с полей и пастбищ США эрозией уносилось 2,7 млрд.т твердого материала, из которых 650 млн.т во время паводков на Миссисипи. Эрозия почвы официально признана национальным бедствием США.

Ускоренная эрозия еще заметнее проявляется в тропических районах. В частности, на Мадагаскаре в результате выжигания лесов 80% всей территории подвержены действию активной эрозии. В Чили, где за последние годы площадь лесов сократилась с 60 до 25%, 72% земель охвачена эрозией, из них 17% уже практически потеряны для сельского хозяйства.

В нашей стране эрозия почв наиболее разрушительна в степной и лесостепной зонах, начиная от Карпат до южно-уральских степей и далее на юго-восток.

В результате эрозии к настоящему времени на нашей планете безвозвратно потеряно 130 млн.га плодородных земель. Ежегодно теряется 4100 га, и с каждым годом эта цифра увеличивается.

Ускоренная эрозия является следствием непродуманного использования почв и вызывается следующими основными причинами: бесконтрольной вырубкой лесов, неумеренным выпасом скота, неправильной пахотой на склонах, неправильными методами земледелия.

Все эти факторы влекут за собой развитие ускоренной эрозии, как водной, так и ветровой. Водная эрозия возникает в результате усиленного поверхностного стока талых и дождевых вод; ветровая - под влиянием иссушения почвы и потери ее структуры.

Различают несколько типов ускоренной эрозии почв:

Ветровая или эоловая эрозия (дефляция) связана с перемещением мелких (d = до 1 мм) частиц почвы под действием ветра. Сухие песчаные почвы, содержащие большое количество мелких пылевидных частиц, бедны гумусом и мелкоземом, их плодородие резко снижено. Ветер выдувает почву из-под посевов, обнажает корни растений, вызывая их гибель. Почва приносится ветром на территории поселков, наметается в виде холмов и препятствий. Ветровая эрозия может происходить в разное время года, при любой силе ветра. Интенсивность ее возрастает при сильных ветрах (15-20 м/с) весной на взрыхленных почвах, не закрепленных корнями растений.

Существует местная, или повседневная, ветровая эрозия (поземка) и пыльные, или черные, бури.

Повседневная эрозия носит локальный характер, особенно активно она проявляется на ветроударных склонах, бывает низовой и верховой. При низовой поземке частицы почвы поднимаются ветром до полутора метров от поверхности земли. Поземка опасна для молодых побегов: твердые частицы рассекают листья растений, нарушая покровные ткани. Местная ветровая эрозия может быть верховой, когда при сильных ветрах образуются смерчи, столбы пыли, поднимаемые ветром на большую высоту.

Пыльные  или черные бури возникают при сильных ветрах. Ветер поднимает такое количество пыли, что воздух теряет прозрачность. В песчаных пустынях они известны с древних времен. Пыльные бури захватывают огромные территории. Катастрофические пыльные бури в 1934 г. охватили прерии Великих равнин США. Сильные ветры подняли в воздух частицы почвы с миллионов гектаров. От удушья погибали люди даже в городах, были отмечены заболевания пыльной пневмонией людей и домашних животных. В результате пыльных бурь были полностью уничтожены почвы на 20 млн га, 60 млн га резко снизили свое плодородие и на 43 млн га отмечены начальные стадии эрозии. Исследования показали, что перенесенная на расстояние 900 км пыль была богаче, чем обнаженная почва, азотом - в 9, а фосфором - в 19 раз. После этой катастрофы в США была создана специальная служба по охране и восстановлению плодородия почв.

Пыльные бури свирепствуют во многих районах Африки, Азии, Австралии, они отмечены в южных районах Украины, на Северном Кавказе, в Нижнем Поволжье, Казахстане и Средней Азии. В 1969 и 1972 гг. они охватили Ростовскую область, Ставропольский край, южные районы Украины. В засушливом 1999 г. опасность пыльных бурь возникла в Воронежской и Орловской областях.

Ветровая эрозия особенно опасна для песчаных, супесчаных, карбонатных почв. Сведение лесов, разрушение растительного покрова при перевыпасе скота, неправильная обработка почвы в засушливых районах приводят к возникновению подвижных песков, наступающих на плодородные почвы оазисов, поселки и города. Они представляют большую угрозу хозяйству, поэтому закрепление песков, борьба с ветровой эрозией являются важными задачами охраны и восстановления плодородия почв.

Часто вмешательство человека в естественные природные процессы усиливает аридизацию территорий. Под этим термином понимают сложные и разнообразные явления уменьшения увлажненности обширных территорий и вызванное этим сокращение биологической продуктивности экологических систем. Аридизация обширных территорий Африки, Юго-Восточной и Южной Азии, Южной Америки проявляется частыми засухами, наступлением пустынь на окраинные участки саванн, оазисов, опустыниванием ранее плодородных районов. Аридизация этих районов объясняется примитивным земледелием, нерациональным использованием пастбищ, беспорядочным применением техники. Ряд ученых полагает, что возникновение пустынь Ближнего Востока и Северной Африки связано с вырубкой лесов и нерациональным использованием пастбищ. Наступление пустыни на саванны и оазисы Северной Африки продолжается.

          Водная эрозия может быть: плоскостной, струйчатой, овражистой,   ирригационной .

          При плоскостной эрозии происходит постепенный смыв поверхностного слоя почвы талыми водами и дождями. Частицы почвы, смытые с возвышенных участков, задерживаются в понижениях. Образующиеся во время таяния снега и дождей промоины почвы заравниваются при обработке. Поэтому на первых стадиях эрозия малозаметна. Обнаружить ее можно тогда, когда на возвышенных участках, лишенных верхнего плодородного слоя, выступают нижние, более светлые горизонты, а в понижениях скапливается смытая часть почвы, более темная и плодородная. На почвах, лишенных гумусового горизонта, растения развиваются плохо, урожайность снижается.

          Бороздчатая  или струйчатая (ручейковая) эрозия интенсивно развивается при дружном таянии снега весной и во время сильных ливней на полях, возделанных на склонах холмов, лишенных растительности и занятых пропашными культурами. Вода, стекающая по склонам, увлекает за собой частицы почвы, образуя неглубокие параллельные струйчатые размывы . Развитию ручейковой эрозии способствует распашка почвы вдоль склонов.

          Овражная эрозия развивается на крутых и пологих склонах, лишенных древесной растительности, со слабо развитой дерновиной. Ручейки, сбегающие со склона, соединяются вместе, образуя единый поток. Он смывает поверхностный слой почвы, углубляет дно до материнской породы, подмывает берега. Скорость формирования оврагов зависит от особенностей почв, рельефа местности, природно-климатических условий. Средняя скорость роста оврага 1-3 м в год; есть районы, где она достигает 8 и даже 25 м в год. Овраги врезаются в поля, сокращают пахотные земли, затрудняют применение техники. Появление овражной сети связано с нерациональным земледелием, с бесхозяйственным отношением к земле.

 Селевые потоки и оползни - наиболее опасные формы водной эрозии в горах. Возникают они вследствие вырубки горных лесов, неумеренного выпаса скота, который вытаптывает травянистую растительность, нарушает, разбивает дернину на склонах. Сели (в пер. с арабского - поток) - это мощные горные грязекаменные потоки, вызванные сильными дождями. Вода сносит с крутых склонов не только почву, но и большие камни и вырванные с корнем деревья. Обладая большой разрушительной силой, селевые потоки приносят большие убытки хозяйству, сопровождаются человеческими жертвами.

Селевые потоки характерны для всех горных систем мира. Исторические хроники содержат сведения о многочисленных катастрофических селях в Тирольских Альпах в Австрии: в 600, 1111, 1347, 1659, 1669,1697 гг., в XVIII в. их было 7, в XIX в. - 9, в XX в. ΙΟ. Разрушительные грязекаменные потоки регулярно обрушиваются на Лос-Анджелес (США), в 1938 г. чудовищным селем с гор была снесена грязекаменная масса объемом более 11 млн м3, в результате экономика понесла колоссальные убытки, были отмечены человеческие жертвы.

Опустошительные селевые потоки известны в горных системах Средней Азии и Кавказа. Так, 8 июля 1921 г. мощный селевой поток обрушился на г. Верный (Алма-Ата). Первая волна шириной 200 м и высотой с двухэтажный дом шла по направлению главного русла реки Малой Алмаатинки. Всего на город обрушилось 80 отдельных волн. Общее количество перенесенной грязекаменной массы составило 2 млн м3. Самым сильным разрушениям подверглась верхняя часть города, где были уничтожены дома и сады с огромными старыми деревьями, и сама местность стала неузнаваемой.

Летом 1963 г. селевой поток обрушился на озеро Иссык и прорвал его естественную плотину. Огромный вал воды устремился вниз, увлекая за собой валуны, массой до 100 т. Поток промчался 35 км за 2,5 ч, в поселке (у подножья) снес две улицы, засыпал камнями, залил грязью обширные площади в долине.

Попытки предотвратить катастрофы, вызываемые селевыми потоками, предпринимались еще в глубокой древности. Известны противоселевые плотины в Древнем Египте. В 1640 г. в Тирольских Альпах была сооружена одна из наиболее старых европейских противоселевых плотин. Эта каменная дамба высотой от 3 до 6 м, длиной 230 м и шириной в верхней части 2-4 м и сегодня продолжает защищать поселки от селевых потоков.

Селевая опасность возникает в связи со стремлением людей использовать земли, подверженные воздействию селевых потоков. Поэтому освоение горных склонов должно сопровождаться специальными профилактическими мерами. Они подразделяются на три группы: оповещение населения, активные воздействия на процессы селеобразования, защита от сформированных селевых потоков.

Оповещение населения о возможности возникновения разрушительных потоков проводится для того, чтобы исключить человеческие жертвы и снизить материальный ущерб от селей, предотвратить которые невозможно. Долгое время оповещение о возможности возникновения селя проводилось самим населением в селеопасных районах, затем по местному радио. В настоящее время сейсмическая система оповещения о селевой опасности, снабженная электронным оборудованием, посылает сигнал, который улавливается радиоаппаратурой.

Наиболее перспективны активные воздействия на процессы селеобразования: задернение и облесение склонов; создание нагорных канав, валов, запруд для того, чтобы задержать ливневые воды на склонах, увеличить просачивание воды в почву и уменьшить поверхностный сток; мелиорация водосборов и ледниковоморенных комплексов и некоторые другие. Мощная система селезащитных сооружений была создана и успешно действует в районе Лос-Анджелеса (США). На площади 7200 км2 построено 19 плотин, 72 селехранилища, 630 км селеотводящих каналов, 1930 км дренажных водоотводов.

Уникальная селезащитная плотина была создана в 1967 г. на Малой Алмаатинке выше высокогорного катка Медео. В 1973 г. она задержала огромный гляциальный селевой поток объемом 3,8 млн м3. В связи с тем, что большая часть первоначальной емкости селехранилища оказалась заполненной, было произведено наращивание плотины. В 1977 г. объем тела плотины был 8,5 млн м3, высота ее 150 м, емкость селехранилища 12,6 млн м3.

Ирригационная эрозия характерна для районов орошаемого земледелия, возникает в результате неумеренного и неправильного полива. Вода, подаваемая на поля, идет мощным потоком, стекает по склонам, смывает и разрушает почву, что может привести к образованию оврагов.

Водная эрозия распространена на Земле значительно шире, чем ветровая, причиняемый ею вред более существенный. Поверхностными стоками воды сносятся плодородные частицы почвы, происходят ее выщелачивание, частичная или полная потеря плодородия. На эродированных участках снижается урожай сельскохозяйственных растений: на слабосмытых на 10-15%, среднесмытых на 15-40%, сильносмытых на 50-75%. Разные культуры по-разному реагируют на эрозию почвы. На сильноэродированных землях урожайность ржи снижается на 90%, кукурузы - на 83, гречихи - на 61, ячменя - на 37, овса - на 21 %.