- •Е. В. Кузнецова эрозия и охрана почв
- •Учебное пособие
- •Под общей редакцией профессора в.Д. Иванова.
- •От автоРов
- •Предисловие
- •1. Общее понятие об эрозии почв и эрозиоведении
- •1.1. Понятие «Эрозия почв», классификация эрозионных процессов
- •1.2. Ущерб, причиняемый эрозией почв народному
- •1.3. Распространение эрозии почв в снг
- •Тундра и лесотундра
- •Лесостепь и степь
- •Полупустыня и пустыня
- •Прогноз развития эрозионных процессов
- •1.4. Краткие сведения из истории исследований эрозии почв
- •Первый этап
- •Второй этап
- •Третий этап
- •Литература
- •2. Механизм эрозии почв и свойства эродированных черноземов
- •Гидравлическая характеристика потоков и режимы течения
- •2.2. Гидроаэромеханическое взаимодействие потоков с почвами
- •2.3. Свойства эродированных черноземов
- •Различной степени смытости, %
- •Литература
- •3. Граница динамического равновесия между эрозией почв и скоростью очвообразования
- •3.1. Теоретическое обоснование
- •Экспериментальное обоснование
- •Геоморфологический фактор эрозии
- •4.1. Влияние длины и крутизны склона на смыв почвы
- •Литература
- •4.2. Сток воды и смыв почвы в зависимости
- •4.3. Формы склонов. Их влияние на процессы эрозии
- •Литература
- •4.4. Почвенно-эрозионная характеристика ложбин
- •На основании выполненных исследований установлено:
- •Литература
- •4.5. Оценка влияния экспозиции склона
- •5. Гидрометеорологический фактор эрозии
- •5.1. Склоновый сток талых вод и его трансформация
- •Р ис. 2. Значения коэффициента изменчивости поверхностного склонового стока талых вод
- •Литература
- •5.2. Влияние влажности и глубины промерзания почв
- •Литература
- •5.3. Эрозионная опасность дождя как сопряженная функция
- •Время: мин, ч
- •5.4. Характеристика природы дождей
- •Литература
- •6. Почва как объект воздействия и деградации
- •6.1. Почвы – основа планетарной экологической безопасности
- •6.2. Проблемы рационального использования почв
- •6.3. Теоретическое и экспериментальное обоснование показателей противоэрозионной стойкости и эродируемости почв
- •Паводка по их подтипам
- •Литература
- •6.4. Незащищенность русского чернозема – главная причина
- •Литература
- •6.5. Смыв почвы с пахотных склонов по геоморфологическим
- •Характеристика факторов эрозии, смыва почвы талыми водами с пахотных склонов и степень подверженности пахотных земель эрозионным процессам по геоморфологическим районам цчо
- •Литература
- •Растительность как фактор защиты почв от эрозии
- •7.1. Влияние растительности на поверхностный сток воды
- •Литература
- •7.2. Роль, место и эффективность стокорегулирующих лесных полос
- •8. Прогнозирование водной эрозии почв
- •8.1. Теоретические и прикладные аспекты
- •8.2. Формулы расчета смыва почв
- •Литература
- •9.1. Введение
- •9.2.Общие положения
- •9.3. Последовательность выполнения работы
- •9.4. Оценка весеннего поверхностного стока с пашни
- •9.5. Картографирование эрозионноопасных пахотных почв
- •Приложение 5. Экспликация к картограмме категорий пахотных почв [11] *
- •Приложение 7. Оптимальные влагозапасы (мм) в слое почвы 0-50 и 0-100 см
- •Приложение 11. Коэффициенты стокорегулирующей и противоэрозионной эффективности способов обработки почв 10% обеспеченности [4, 20]
- •Приложение 12. Объем зарегулированного стока на 1 пог. М длины вала и ширина прудка подтопления в зависимости от уклона местности и высоты вала (Иванов, Чечин, 1982)
- •Литература
- •10. Почвенно-экологическая характеристика центрального черноземья
- •Литература
- •11. Влияние эрозионных и аккумулятивных процессов на структуру почвенного покрова балочных водосборов
- •Состав и соотношение смытых и намытых почв по пгп, %
- •Литература
- •12. Почвенный покров и свойства почв балочных водосборов
- •Литература
- •13. Рациональное использование овражно-балочных земель
- •Литература
- •14. Содержание гумуса, фосфора и калия в почвах Воронежской области и потери их от эрозии
- •15. Система почвоводоохранных мероприятий
- •Литература
- •16. Агроландшафтное земледелие: проблемы и перспективы развития
- •17. Прогнозирование урожайности по влагообеспеченности растений
- •По данным о запасах продуктивной влаги в метровом слое почвы (p, мм)
- •Литература
- •18. Реальное и потенциальное плодородие почв
- •Заключение
- •Эрозия и охрана почв Центрального черноземья России Учебное пособие
- •394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1.
Р ис. 2. Значения коэффициента изменчивости поверхностного склонового стока талых вод
Почвенный и растительный факторы носят соподчиненный характер, однако по силе своего влияния на величину поверхностного стока талых вод имеет, нередко, решающее значение. Этот фактор в совокупности с геоморфологическим определяют гидрологические характеристики поверхности почв, которая недостаточно полно учитывается в прогнозировании поверхностного стока. Влияние антропогенного фактора осуществляется путем изменения растительности и состояния (рыхление, уплотнение) пахотного слоя почвы. Таким образом, величина поверхностного склонового стока талых вод (у) в реальных условиях применительно к конкретному году и пункту определяется функцией сложного взаимодействия гидрометеорологического (G), геоморфологического (Н), почвенного (Р), растительного (R) и антропогенного (А) факторов, т. е.
Y = f (G, H, P, R, A). (4)
В связи с этим построенная карта нормы склонового стока талых вод на основе уравнения водного баланса нуждается в уточнении применительно к конкретному году и местности. Приведем некоторые сведения, позволяющие расширить и углубить представления о влиянии природных и антропогенных факторов на сток талых вод и конкретизировать его величину применительно к местным условиям.
Таб. 1. Влияние экспозиции склонов на некоторые относительные показатели (средние значения абсол. Величин по основным экспозициям приняты за 100)
Показатель |
Экспозиция |
|||
северная |
южная |
восточная |
западная |
|
Мощность снега, см |
116 |
84 |
95 |
104 |
Запас воды в снеге перед Снеготаянием, мм |
108
|
92
|
90
|
110 |
Сток талых вод, мм |
112 |
87 |
87 |
112 |
Коэффициент весеннего стока |
106 |
94 |
96 |
104 |
Поглощение воды почвой За паводок, мм |
109 |
93 |
96 |
102 |
Испаряемость влаги, мм |
93 |
105 |
99 |
99 |
Помимо общих запасов воды в снеге на величину склонового стока талых вод оказывают сильное влияние влажность и глубина промерзания почв в предвесенний период (Бажин, Павлова,1978, Иванов,1982, Попов,1969, Рязанцев,1978, Рязанцев,1981, Шпак,1969). На основе материалов наблюдений за стоком талых вод зависимость коэффициента стока на зяби тяжелосуглинистых черноземов ( ) от средней влажности пахотного слоя в объемных % (В) и средней величины промерзания почв на этой же площади в см (Нпр) перед началом промерзания имеет вид (Иванов,1982, 1986):
ln = -3,553 + 0,126B 2 Нnp · 10 – 4. (5)
Табл. 2. Стокорегулирующая роль растительности по отношению к зяби (100%)
на черноземных и серых лесных почвах
Агрофон |
Черноземные почвы |
Серые лесные почвы |
||
по коэф. стока |
по слою стока |
по коэф.стока |
по слою стока |
|
Зябь |
100 |
100 |
100 |
100 |
Озимые |
179 |
178 |
138 |
135 |
Стерня |
200 |
210 |
155 |
156 |
Многолет. травы |
171 |
179 |
132 |
137 |
Залежь, выгон |
136 |
141 |
119 |
119 |
Корреляционное отношение зависимости (5) составляет 0,915 при вероятной ошибке 0,048. Она может быть использована для прогнозирования потерь талых вод с малых водосборов на зяби черноземных суглинистых почв для условий конкретного года, исходя из запасов воды в снеге перед началом снеготаяния, средней влажности пахотного слоя и глубины промерзания почв.
Табл. 3. Показатели среднемноголетней эффективности некоторых агротехнических водозадерживающих приемов на черноземных и серых лесных почвах
Черноземные почвы |
Серые лесные почвы |
||||
Сокращение стока, мм |
количество годоопытов |
относительная точность, % |
сокращение стока, мм |
количество годоопытов |
относительная точность, % |
Зяблевая вспашка поперек склона по сравнению со вспашкой вдоль склона |
|||||
8,5 |
172 |
6 |
8 |
40 |
10 |
Зяблевая вспашка с почвоуглублением на 10-15 см по сравнению со вспашкой поперек склона на глубину 20-22 см |
|||||
10,8 |
171 |
7 |
13,1 |
52 |
18 |
Вспашка с прерывистым бороздованием |
|||||
20,8 |
47 |
8 |
13,4 |
51 |
12 |
Вспашка с лункованием |
|||||
12,7 |
81 |
6 |
9,2 |
21 |
52 |
Щелевание зяби, озимых, многолетних трав |
|||||
32,0 |
89 |
4 |
- |
- |
- |
Обвалование зяби и гребнистая вспашка |
|||||
8,3 |
38 |
9 |
13,1 |
57 |
24 |
Безотвальная обработка почвы |
|||||
11,5 |
51 |
6 |
19,5 |
59 |
37 |
Представление о характере влияния экспозиции склонов на формирование стока талых вод можно получить по данным табл. 1 (Иванов,1980); влияние превышения и крутизны склонов выражено слабее (Иванов,1980, 1981, Корзун,1968).
Обобщенные материалы полевых наблюдений (Иванов,1983) показывают (табл. 2), что на величину склонового стока талых вод сильное влияние оказывают растительность, почвы и хозяйственная деятельность человека. Относительно зяби величина склонового стока талых вод по агрофонам может возрастать в 1,5-2 раза. На величину склонового стока оказывает сильное влияние степень смытости почв. Если на несмытых почвах поверхностный склоновый сток составляет 100%, то на слабо-, средне- и сильносмытых почвах он соответственно составляет 148, 165 и 175%.
Рис.3. Поверхностный сток талых вод, измеряемый с помощью
тонкостеннго треугольного водослива в ОПХ ВНИИЗПЭ
Медвенского р-на Курской обл. (фото В.Д.Иванова, 1974 г.)
Представленный материал позволяет получить более объективное представление о поверхностном склоновом стоке талых вод, его трансформации в условиях конкретного года и местности в пределах ЦЧО, а также в решении практических задач, связанных с широкой программой, мелиорации земель.
Таким образом, на основе уравнения водного баланса по данным наблюдений 52 метеорологических станций построены карты нормы поверхностного склонового стока талых вод и коэффициента его вариации. Применительно к условиям конкретного года и местности показана его трансформация влиянием гидрометеорологического, геоморфологического, почвенного, растительного и антропогенного факторов, которые необходимо учитывать в решении практических задач.
