4. Дефляция почв и меры борьбы с ней
водный эрозия почва ложбина дефляция
Дефляцией или ветровой эрозией почв называют процесс разрушения почвы, выдувания и отложения продуктов разрушения.
Процесс возникновения ветровой эрозии определяется главным образом воздействием воздушного потока (ветра) на поверхность почвы, в результате которого почвенные частицы приходят в движение. От их непрерывных ударов крупные комки и другие частицы постепенно перетираются и разрушаются. Ветер вовлекает в движение все новые и новые частицы, насыщая ветровой поток пылью и увеличивая его разрушительную силу.
Помимо ветра, в развития ветровой эрозии большое значение имеют и другие факторы. Важнейшие из них можно разбить на две основные группы:
1) природные;
2) обусловленные хозяйственной деятельностью человека.
В зависимости от интенсивности и формы проявления ветровая эрозия может принимать вид повседневной или местной эрозии пыльных, или черных, бурь, а также "черных" зим, когда зимой происходит выдувание почвы и пыли вместе со снегом.
Местная дефляция на пашнях возникает при скорости ветра менее 15 м/с. Она протекает незаметно, но тем не менее вредно, так как медленно, но постоянно разрушает и истощает почву. При этом виде дефляции могут наблюдаться обнажение семян, заделанных в почву, и засекание молодых всходов растений. Особенно сильно местная дефляция проявляется на ветроударных склонах, лишенных растительности.
Пыльные, или черные, бури - наиболее активный и вредоносный вид дефляции (ветровой эрозии), так как при них наиболее сильно разрушается и выдувается почва. Четкого общепринятого определения пыльной бури до настоящего времени нет. В Гидрометслужбе под пыльной бурей понимают такое явление, когда при сильном ветре в воздух поднимается много пыли, песка, частиц сухой земли, вследствие чего происходит замутнение атмосферы и значительно уменьшается видимость.
В зависимости от количества пыли в воздухе и замутнения атмосферы различают слабые пыльные бури с видимостью от 2 до 10 тыс. м, средние - от 1 до 2 и сильные - менее 1 тыс. м. Таким образом, это явление отмечается сетью гидрометеорологических станций только при наличии замутнения атмосферы вне зависимости от места выдувания пыли и без учета свойств и состояния поверхности почвы. В "Энциклопедии агролесомелиорации" под пыльной бурей понимается перенос пыли и песка сильными и продолжительными ветрами, выдувающими верхние слои почвы.
И.И. Островский предлагает делить пыльные бури на три типа: местные, транзитные и смешанные. Местными он называет бури, сформированные из пылевых частиц местного субстрата, поднятых ветром в нижние слои атмосферы; транзитные - из пыли, поднятой в атмосферу за пределами места наблюдения; смешанные - в результате объединения транзитного потока пылевых частиц с местным.
Приведенные определения пыльной бури недостаточно четко отражают сущность и природу явления. Применительно к сельскому хозяйству под пыльной бурей следует понимать явление, наблюдающееся большей частью в засушливых областях, при котором сильным ветром разрушается и выдувается верхний слой почвы. Вместе с почвой могут выдуваться сельскохозяйственные посевы. Поднятая в воздух масса пыли значительно снижает видимость.
Пыльные бури возникают, как правило, при скорости ветра, превышающей 15 м/с. Одновременно с пыльными бурями наблюдаются передвижение частиц почвы в виде поземки, подъем частиц в атмосферу и отложение их у препятствий. Поднявшись в атмосферу, пыль может образовать сплошную завесу, сквозь которую слабо просвечивает солнце. Тогда видимость резко снижается, небо приобретает мутно-серый цвет. При этом дисперсный состав почвенных частиц характеризуется фракциями от сотых долей до 2-3 мм. Такой тип пыльной бури приносит большой вред сельскому хозяйству.
Красочно описана пыльная буря С.Г. Попруженко: "Сухой сильный ветер в продолжение нескольких дней рвал землю и гнал массы песка, земли и пыли. Туча за тучей поднимались клубы земли и, то догоняя, то перегоняя одна другую, сливались непроницаемую для глаза массу пыли, засекавшей глаза. Ветер выл, грохотал с неимоверной силой, срывал на пути все, что могло служить ему препятствием. Посевы, желтевшие от сухого воздуха, подрезались под корень, как серпом: но и корни не могли уцелеть, ветер выносил землю с корнем; не щадилась и старая сухая сорная трава - и та выкорчевывалась. Земля выносилась до 18 см глубины и обнажалась подпочва; более всего страдали мягкие удобренные поля. Это была, по словам некоторых наблюдателей, какая-то пустыня; недавно еще зеленевшие нивы превратились в черную избитую равнину, как бы после пожара".
Адвективные пыльные бури характеризуются значительными концентрациями в воздухе сравнительно мелкодисперсной и однородной пыли, они сопровождаются ветром значительной скорости, но обычно ниже 15 м/с. При этом вместе их наблюдения выдувание почв и посевов не происходит. Однако пыль, принесенная из атмосферы, может оседать при снижении скорости ветра или вместе с выпадающими осадками. Эти бури наносят менее заметный вред сельскому хозяйству. Он может выражаться в частичном засекании и засыпании растений, ожоге растений вследствие оседания сильно нагретой пыли, а также в повышении температуры и увеличении сухости воздуха (рис. 24, 25).
Наименее изучены пыльные бури в зимних условиях, называемые "черными" зимами. Это явление дефляции выражается в сдувании с полей сильным ветром снега и верхних слоев почвы, а в некоторых случаях и в выдувании озимых посевов. Оно наблюдается при отрицательных температурах воздуха, когда снег более рыхлый и легко переносится ветром. Почвенная пыль и снег откладываются в понижениях и у препятствий, образуя валы и бугры черного цвета.
В.В. Докучаев в своем отчете о деятельности экспедиции приводит такое описание: "Не только был совершенно сорван и снесен с полей тонкий снеговой покров, но и рыхлая почва, обнаженная от снега и сухая, как пепел, взметалась вихрями при 18° мороза. Тучи темной земляной пыли наполняли морозный воздух, застилая дороги, затрудняя сообщения между селениями, заносили сады (местами деревья были занесены на высоту 1,5 м), ложились валами и буграми на улицах деревень и сильно затрудняли движение по железным дорогам: приходилось даже отрывать железнодорожные полустанки от сугробов черной пыли, смешанной со снегом.
Рис. 1. Уничтоженные пыльной бурей озимые посевы
Рис. 2. Слой мелкозёма за лесной полосой плотной конструкции
В борьбе с деградацией земель в настоящее время получает признание концепция неистощительного природопользования, которая обеспечивает функционирование антропогенных ландшафтов в динамическом равновесном режиме с оптимальным балансом прихода-расхода природных ресурсов (водного и воздушного бассейнов, почвенного плодородия и др.), близким к режиму естественных эталонных ландшафтов. При неистощительном природопользовании все больше применяются ландшафтно-адаптивные системы "сухого", контурно-мелиоративного земледелия, комплексной мелиорации аридных территорий, агролесомелиорации и т.п.
В условиях интенсификации земледелия возросла видовая однородность агроценозов, что привело к экологической и генетической их уязвимости. Особенно ярко эти процессы проявились в последнее время в связи с сокращением площади лесов, лугов, расширением площадей пахотных земель, что привело к активизации процессов водной и ветровой эрозии, засолению почв, часто повторяющимися засухами и суховеями.
В степях прекратили свое существование много малых речек, мелких озер и водоемов, сократились объемы воды в крупных озерах и увеличились площади опустыненных песчаных участков вокруг этих озер и водоемов. Причем многие негативные явления в сельском хозяйстве стабилизировались, что нашло свое отражение в снижении урожайности различных сельхозкультур.
Борьба с ветровой эрозией (дефляцией) должна быть направлена на ослабление скорости ветра в приземном слое, на защиту почвы, увеличение ее сопротивляемости развеиванию. Мероприятия по борьбе с пыльными бурями (дефляцией) должны быть комплексными, состоящими из ряда связанных между собой приемов, находящих конечное завершение в правильной организации территории землепользования, которая складывается из агротехнических, агролесомелиоративных и организационно-хозяйственных мероприятий.
Характер микроклимата, а также способность сельскохозяйственной территории противостоять неблагоприятным природным явлениям обусловливаются особенностями не только на пашне, но и всего природного комплекса. На это указывали в своих трудах выдающиеся русские ученые В.В. Докучаев и В.Р. Вильямс. В книге "Наши степи прежде и теперь" В.В. Докучаев пришел к выводу о необходимости выработки норм, определяющих относительные площади пашни, естественных кормовых угодий, леса и вод применительно к местным условиям. Этим положением были заложены научные основы противоэрозионной организации территории хозяйств и комплексной защиты почв от эрозии.
Комплексная защита почв от ветровой и водной эрозии -важнейшее условие повышения продуктивности земель, увеличения производства зерна и другой растениеводческой продукции.
Противоэрозионная организация территории базируется на планово-организационной основе, объединяющей и взаимоувязывающей все элементы почвозащитного комплекса в единое целое. Она предполагает проведение следующих мероприятий:
- установление оптимального соотношения сельскохозяйственных угодий, рационального использования и защиты от эрозии, прежде всего, самой ценной части сельхозугодий - пахотных земель путем введения полевых (обычных и почвозащитных) севооборотов, применение соответствующих местным почвенно-климатическим условиям способов обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур, удобрений, агромелиорации и других приемов, способствующих сохранению и повышению плодородия почвы;
- повышение продуктивности, рационального использования и охраны от эрозии естественных кормовых угодий путем внедрения пастбище- и сенокосооборотов, посева многолетних трав с целью залужения, создания культурных пастбищ и сенокосов, применения удобрений, орошения и осушения (там, где это необходимо);
- организация лесного хозяйства как путем посадки полезащитных, овражно-балочных и других лесонасаждений, так и охраны естественных лесов и колков, имеющих почво- и водоохранное значение;
- в связи с дефицитом воды и частыми засухами в степных и лесостепных районах Западной Сибири особое значение приобретает рациональная организация местного водного хозяйства, охрана имеющихся водных источников, строительство прудов и водоемов, регулярное и лиманное орошение.
Таким образом, в зонах проявления ветровой или водной эрозии рациональная система ведения земледелия должна предусматривать применение целого комплекса почвозащитных мероприятий. При этом необходимо обеспечить выполнение следующих главных противоэрозионных требований:
- в зонах проявления ветровой эрозии - создание ветроустойчивой поверхности почвы, уменьшение скорости ветра в приземном слое воздуха и сокращение пылесборных площадей;
- в зонах проявления водной эрозии - регулирование стока талых и ливневых вод, создания водоустойчивой поверхности почвы.
Основные принципы проектирования противоэрозионных мероприятий включают в себя:
а) взаимоувязанность почвозащитных мер на всей территории проявления эрозии (водосборный бассейн, административный или географический район). В зонах проявления водной эрозии почвозащитные мероприятия проектируются и осуществляются в границах водосборных бассейнов в последовательности - от водораздела до подножия склона, от водораздельной линии овражно-балочной системы до ее устья. В зонах проявления ветровой эрозии комплекс противоэрозионных мероприятий должен охватывать весь эрозионный район (группу взаимосвязанных хозяйств или административных районов);
б) зональность противоэрозионных мероприятий, обеспечивающая наиболее полный учет местных природно-экономических условий деятельности хозяйства. При этом необходимо исходить из передового опыта и рекомендаций зональных научно-исследовательских учреждений по борьбе с эрозией почв. Вопрос о целесообразности применения того или иного противоэрозионного приема в каждом конкретном случае должен решаться на основе всестороннего учета климата, рельефа, особенностей почвенного покрова и экономических возможностей хозяйства;
в) комплексность почвозащитных мероприятий, предусматривающая, как отмечалось выше, одновременное применение в необходимых соотношениях взаимоувязанных мер (организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных, гидротехнических) с целью предупреждения и ликвидации эрозионных процессов;
г) экономичность почвозащитных мер, обеспечивающая получение наибольшего эффекта от применения того или иного приема при минимальном отводе ценных земель, наименьших затратах труда и средств на их осуществление.