Ерозія ґрунтів. Причини і наслідки вітрової і водної ерозії

Ерозія ґрунтів. Причини  і наслідки вітрової і водної ерозії

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЛАН

1. Поняття про  ерозію ґрунту та її види

2. Чинники та  умови виникнення і розвитку  ерозійних процесів

3. Шкода внаслідок  ерозії ґрунтів

4. Еколого-економічна оцінка збитків унаслідок ерозії ґрунтів

Висновок

Список використаної літератури

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Поняття про ерозію ґрунту  та її види

Ерозія ґрунту (від лат. erosio-роз'їдання) - це руйнування його верхнього найродючішого горизонту і підґрунтя під впливом природних та антропогенних чинників.

Залежно від природних  чинників руйнування ґрунту, розрізняють  водну та вітрову ерозію.

Водна ерозія проявляється у змиванні верхнього шару ґрунту або розмиванні його в глибину під впливом талих, дощових і поливних (іригаційних) вод.

За характером руйнування ґрунту водна ерозія поділяється  на краплинну - роздроблення агрегатів  ґрунту ударами дощових крапель, внаслідок чого шпари ґрунту забиваються  мулистими фракціями, зменшується  водопроникність і посилюється  поверхневий стік і змив ґрунту; площинну, або поверхневу, коли ґрунт  рівномірно змивається невеликими струмками  талих і дощових вод по всій поверхні площі; лінійну, або глибинну, коли ґрунт розмивається углиб концентрованими  потоками води; іригаційну, яка виникає  в умовах неправильно організованого зрошення на схилових землях, коли по лінії течії поливної води є схили, здатні до розмивання.

Розвиток водної ерозії тісно пов'язаний з рельєфом місцевості. Як правило, руйнування ґрунтів  починається на схилах крутизною 1-2°.

За ступенем змитості ґрунти поділяються на слабко-, середньо-, сильнозмиті та розмиті. Ступінь змитості ґрунту визначається порівнянням еталонного (незмитого) ґрунту з профілем змитого. Притому вважається, що у слабкозмитих ґрунтах змито не більше половини гумусового горизонту Н(А), у середньозмитих - змито верхню частину перехідного (ілювіального) горизонту, а в розмитих ґрунтах ерозією зруйновано весь профіль, і на поверхню виходять ґрунтотворні породи.

Вітрова ерозія, або дефляція, виникає за умови сильних вітрів, які видувають ґрунт. Інтенсивність видування ґрунту значною мірою залежать від його гранулометричного складу і вмісту в ньому гумусу.

Зокрема, на ґрунтах  супіщаного гранулометричного складу вітрова ерозія починає проявлятися  при швидкості вітру 3-4 м/с, на легкосуглинкових - 4-6, на важкосуглинкових - 5-7 і на глинистих -7-8 м/с. Пісок (0,05-0,10 мм) переміщується при швидкості вітру З -3,5 м/с на висоті 15 см. Частки ґрунту розмірами 0,25 мм переносяться вітром у повітрі.

Якщо збільшується сила вітру - зростає інтенсивність  вітрової ерозії.

Розрізняють зони дефляції, звідки видувається ґрунт, і зони акумуляції, де він нагромаджується. У зоні акумуляції на суглинкових  ґрунтах утворюються наносні  ґрунти, а під час розвіювання  пісків - похований під них ґрунт.

Розрізняють два  типи вітрової ерозії: повсякденну  і пилові бурі.

Повсякденну дефляцію спричинюють вітри навіть малих швидкостей (5 м/с), відбувається вона повільно і непомітно, переважно на піщаних, супіщаних і карбонатних ґрунтах. За цього виду дефляції можуть спостерігатись оголення насіння, загорнутого у ґрунт, а також пошкодження молодих сходів рослин. Найсильніше повсякденна дефляція проявляється на вітроударних схилах, які не захищені лісосмугами.

Пилові, або чорні, бурі найактивніший і найшкідливіший вид дефляції. Такі бурі виникають під впливом сильного вітру (зі швидкістю понад 12-15 м/с) і можуть поширюватись на великі території, знищити посіви на сотнях тисяч гектарів, знести багато родючого ґрунту. Пил, що підіймається під час бур на значну висоту, може перенестися на великі відстані.

Крім водної та вітрової ерозії, виділяють ще так  звані пасовищну, агротехнічну та технічну.

Пасовищна ерозія полягає в механічному руйнуванні та переміщенні ґрунту копитами тварин на схилах балок внаслідок збільшення навантаження на обмежену площу пасовища.

Агротехнічна ерозія зводиться до переміщення ґрунту під час його обробітку. Так, під час оранки упоперек схилу внаслідок неповного перевертання скиби вгору спостерігається осипання землі вниз по схилу. Ґрунт на схилах частково переміщується вниз і під час культивації, боронування, сівби.

Технічна, або технологічна, ерозія відбувається під час добування відкритим і підземним способами різних корисних копалин, засипання ґрунту шаром будівного сміття під час будівництва житлових та промислових об'єктів, використання ґрунту для прокладання транспортних шляхів тощо.

За ступенем прояву ерозію ґрунтів поділяють на нормальну  і прискорену.

Нормальна, або геологічна, ерозія проявляється у природних умовах (без втручання людини) і відбувається повільніше, ніж формування профілю ґрунту під час процесів ґрунтоутворення. Вона спостерігається на цілинних землях, у лісах, на луках і, як правило, не призводить до утворення еродованих ґрунтів.

Прискорена, або антропогенна, ерозія виникає внаслідок нераціональної господарської діяльності людини і відбувається інтенсивніше, ніж процеси ґрунтоутворення. Вона призводить до утворення еродованих ґрунтів.

2. Чинники та умови виникнення  і розвитку ерозійних процесів

Чинники, які впливають  на виникнення та інтенсивність ерозійних  процесів, ділять на дві групи: природні та соціально-економічні, пов'язані  з господарською діяльністю людини.

Сучасна ерозія, як правило, проявляється у випадку  поєднання обох груп чинників. Природні чинники створюють умови для  виникнення ерозії, а неправильна  виробнича діяльність людини є основною причиною, що призводить до інтенсифікації її розвитку.

До природних  чинників належать: рельєф місцевості, клімат, опади, вітер, температура, рослинність  і сам ґрунт.

Основними чинниками  розвитку водної ерозії є особливості  та інтенсивність випадання опадів, товщина снігового покриву, глибина  промерзання ґрунту, інтенсивність  танення снігу, а також рельєф місцевості - крутизна і довжина  схилів, їх форма . Так, на схилах з опуклим  профілем на верхніх ділянках (при  крутизні до 2°) змивання ґрунту не спостерігається, а із збільшенням крутизни вниз по схилу інтенсивність змивання ґрунту підвищується. Зокрема, доведено, що ерозійні процеси найбільш виражені на коротких схилах (100-200 м), де середня крутизна досягає найвищих значень (2,8-3°). Якщо довжина схилів 700 м і більше, то середня їх крутизна зменшується  до 1,50-2,08°, відповідно знижується й  еродованість ґрунтового покриву.

Відповідно до рельєфу  вітрова ерозія насамперед проявляється на випуклих ділянках поверхні та на схилах з переважаючими вітрами.

Визначальним чинником процесів ерозії, як і ґрунтоутворення, є кліматичні особливості будь-якого  району. При цьому найважливіше значення має кількість атмосферних опадів та їх інтенсивність, швидкість вітру. Наприклад, у степовій зоні інтенсивність  водно-ерозійних процесів переважно  визначається кількістю опадів у  вигляді злив і меншою мірою стокових вод. У Лісостепу змивання та розмивання ґрунтів однаковою мірою залежить від стоку зливових і талих  вод, хоч у загальному об'ємі поверхневого стоку більшу частину займають талі води. На Поліссі на інтенсивність  ерозійних процесів впливають кількість  опадів у вигляді снігу та швидкість  його танення.

Запаси води у  сніговому покриві на початок  весняного сніготанення, які визначають величину стоку талих вод і  вологозабезпеченість ґрунту у весняний період, становлять у середньому 20-40 мм з відхиленням від 10 мм у південних  районах Степу до 70 мм і більше на Поліссі. Висота снігового покриву  і запаси вологи та снігу зменшуються  з північного заходу на південний  схід.

Територія України  є своєрідним районом інтенсивних  атмосферних процесів. Циркуляція повітряних мас визначає систему панівних вітрів: на заході переважають вітри західних румбів, що несуть потік повітря  з Атлантики, на сході - південно-східних  та південних, зумовлені наявністю  сибірського антициклону. Внаслідок  зіткнення теплої повітряної маси з  холодним вітровим бар'єром вітер посилюється  до 25-30 м/с і більше, що призводить до поземки та пилових бур .

Залежно від вітрової активності, на Україні виділяють  декілька провінцій.

Провінція найактивнішої  дефляції розташована на південному сході (південні частини Миколаївської, Запорізької, Донецької, Луганської і  Херсонської областей).

Ступінь розвитку вітрової ерозії залежить від пилоутворювальної площі, під якою розуміють розорані землі, не розмежовані перешкодами (смугами, полями багаторічних трав тощо). Із збільшенням таких площ підвищується швидкість вітру над поверхнею ґрунту, насиченість повітряного потоку пилом і відповідно руйнівна сила його (лавинний ефект). Виникнення та розвиток вітрової ерозії значно залежить від гранулометричного складу ґрунту. У природному стані видуваються легкі ґрунти - піщані та супіщані. Легко видуваються розорані карбонатні чорноземи та карбонатні темно-каштанові ґрунти.

Рослинний покрив виконує суто ґрунтозахисну роль. Чим краще він розвинений, тим  слабше проявляється ерозія. Це пояснюється  тим, що корені рослин міцно скріплюють ґрунтові частинки і як своєрідна "арматура" перешкоджають змиву, розмиву й  розвіюванню ґрунту. Надземний покрив рослин приймає на себе ударну силу дощових крапель, уберігаючи тим  самим структурні окремості ґрунту від руйнування дощовими краплями або  ослаблюючи їх дію.

Густа рослинність  різко сповільнює швидкість поверхневого стоку, сприяючи кращому поглинанню води, а також затримує ґрунтові частки, які змиваються з верхніх  частин схилів.

Дернина і підстилка, володіючи високою вологоємкістю  і доброю водопроникністю, легко  вбирають воду і добре зберігають у мінеральному верхньому горизонті  некапілярні шпари, створені ґрунтовою  фауною та коренями.

 

3. Шкода внаслідок ерозії ґрунтів

Шкода внаслідок  ерозії ґрунтів надзвичайно велика й одночасно дуже різноманітна. По-перше, еродований ґрунт втрачає значну кількість гумусу.

Наприклад, у темно-сірих  опідзолених ґрунтах слабо- і середньозмитих (Київська область), порівняно з незмитими, вміст гумусу відповідно зменшився на 0,2 і 0,3 %, а запаси у метровому шарі - на 30 і 50 т/га. Ще більші втрати гумусу спостерігаються у чорноземах опідзолених (Черкаська область). Так, якщо у незмитих ґрунтах вміст гумусу в шарі 0-20 см дорівнює 3,9 %, то у слабозмитих 3,3, а в середньозмитих - 3,0 %. При цьому із запасів гумусу в метровому шарі незмитих ґрунтів - 432 т/га, у слабозмитих вони становлять 194 т/га, тобто на 238 т/га менше, ніж на незмитих.

Дещо менший спад вмісту гумусу в шарі 0-20 см і менші  його запаси у метровому шарі в  чорноземах типових (Тернопільська  область), південних (Запорізька область), а також у темно-каштанових (Запорізька область) ґрунтах.

Доведено, що із змиванням  кожного сантиметра гумусового горизонту  потенційна врожайність зерна знижується на 0,5-2,0 ц/га, а з втратою 1 т гумусу запаси корисної енергії у ґрунті зменшуються на 0,9-1,1 кДж/га.

За даними Інституту  землеробства УААН у разі змиву 150 т/га ґрунту втрати поживних речовин внаслідок  ерозії в Україні щороку становлять: сульфату амонію - 629 тис. т, суперфосфату - 290 тис. т і калійної солі 210 тис. т. Такої кількості туків достатньо  для вирощування 875 тис. т зерна.

В еродованих ґрунтах  істотно знижується не тільки кількість  макро-, але й мікроелементів, особливо марганцю і міді.

На силових землях не використовується значна частина  опадів внаслідок збільшення поверхневого стоку, особливо під час танення  снігу. А це дуже небажано для південних  областей України, де випадає мала кількість  опадів.

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

Внаслідок вітрової ерозії руйнується ґрунтовий покрив, забруднюється повітря, що завдає великих  збитків і шкодить здоров'ю  людей.

Вітрова ерозія шкідлива для посівів. Найчастіше ґрунтовими частками під час пилових бур  пошкоджуються ніжні весняні  сходи цукрових буряків, соняшнику  і кукурудзи. Часом із ґрунтом  здуваються і рослини, які укоренились.

4. Еколого-економічна оцінка збитків унаслідок ерозії ґрунтів

Суть збитків  унаслідок ерозії полягає насамперед у втраті ґрунтом основної якісної  оцінки - родючості за рахунок прискореного змиву і розмиву ґрунту та видування  його вітром. При цьому втрачається  верхній найродючіший шар ґрунту, який містить гумус, поживні речовини (азот, фосфор і калій), мікроелементи  і біологічно активні речовини.

Під час розмиву  ґрунту утворюються яри, в результаті чого угіддя втрачають не тільки родючість, але й саму площу. Землі переходять у розряд закинутих, не придатних  для сільськогосподарського використання.

Прямі збитки внаслідок  ерозії ґрунтів рекомендується характеризувати  такими кількісними показниками:

Þ площею змитих і  зруйнованих ярами земель;

Þ товщиною шару родючого ґрунту, яка змита з поверхні або  повністю знищена ярами;

Þ об 'ємом і масою втраченого ґрунту;

Þ масою гумусу та основних поживних елементів (азоту, фосфору і калію), які містяться  у втраченому ґрунті;

Þ зменшення довжини  гонів через ріст ярів;

Þ збільшення питомого опору змитих ґрунтів;

Þ масою відповідної  кількості органічних і мінеральних  добрив, якими можна відновити  родючість, втрачену в результаті ерозії.

Першим наслідком  прямих фізичних збитків унаслідок  ерозії є зниження родючості ґрунту, а отже, й врожайності сільськогосподарських  культур, другим - збільшення ресурсів на обробіток еродованих земель через  підвищення питомого опору ґрунту і  коротших гонів. Так, наприклад, у разі зменшення вмісту гумусу в ґрунті з 6 до 2 % щільність складення його зростає на 50 %, а водопроникність  ґрунту і його вологість - у 15-20 разів. Крім того, наслідком використання еродованих земель є необхідність застосування на них підвищених норм висіву сільськогосподарських  культур через те, що частина насіння  змивається, а друга частина не сходить у результаті погіршення умов проростання. Для характеристики всіх видів економічних збитків  унаслідок ерозії необхідно враховувати  такі два критерії: