Скорость эрозии почв

Страна	Регион	Процент пострадавших земель	Скорость эрозии, т/га в год
США	Все пахотные земли	19	9,5
Китай	Лессовое плато	6,4	10,9 – 248,1
Индия	Сильно пострадавшие пахотные земли	27	74,1
Эфиопия	Центральное нагорье	43	33,6
Перу	Вся страна	100	14,8
Мадагаскар	Все пахотные земли	79	24,7 – 247,1
Непал	Вся страна	100	34,6 – 69,2

Исключительное коварство эрозии состоит в том, что потеря первых 20 – 30 % пахотного слоя может почти не сказываться на урожайности, компенсироваться дополнительным внесением удобрений, благоприятным распределением осадков, маскирующих снижение водоудерживающей способности и ионообменной емкости почв. Тем самым, уже начавшийся процесс эрозии может остаться незамеченным и приобрести необратимый характер, приводя к опустыниванию земель.

Наиболее подвержены эрозии земли в засушливых регионах. В таблице 6.5 приведены данные по некогда плодородным, а ныне опустыненным в результате деятельности человека землям в засушливых регионах мира (по данным Института мировых ресурсов, США). Как видно из таблицы, в ряде регионов потери земель достигают огромных размеров.

Таблица 6.5

Опустыненные земли засушливых регионов

Регион	Площадь, млн.га	Процент опустыненных земель
Судано-Сахельская Африка	475,5	88
Южная Африка	305,5	80
Средиземноморская Африка	101,2	83
Западная Азия	135,6	82
Южная Азия	303,5	70
Азиатская часть бывшего СССР	293,4	55
Китай и Монголия	308,6	69
Австралия	494,7	23
Средиземноморская Европа	70,8	39
Южная Америка и Мексика	284,3	71
Северная Америка	389,5	40
Всего	3162,6	61

Механизм эрозии.Как уже говорилось эрозия – это процесс вымывания или выветривания частиц почвы. Этот процесс может быть достаточно медленным, когда почва постепенно выдувается в ходе ветровой эрозии, а может быть и катастрофическим, когда водная эрозия образует глубокие промоины после одного сильного ливня. Обычно растительный покров и естественный опад обеспечивают достаточную защиту от всех форм эрозии. Ими рассеивается энергия удара дождевых капель, и вода постепенно проникает в почву, не разрушая ее структуры. При инфильтрации сокращается наиболее опасный поверхностный сток. Оставшийся поверхностный сток благодаря растительному покрову и опаду замедляет скорость своего течения, так что его энергии становится недостаточно для захвата и выноса частиц почвы. Особенно хорошо предохраняет от эрозии трава: при сильном поверхностном стоке трава полегает, образуя гладкий ковер, по которому вода может течь, не нарушая нижележащую почву. Аналогичным образом растительность снижает скорость ветра и удерживает почвенные частицы. Если же растительный покров отсутствует или недостаточно развит, то начинается процесс эрозии.

Первой стадией является так называемая капельная эрозия: дождевые капли разбивают почвенные комки и агрегаты, мелкие частицы закупоривают поры и пространства между другими агрегатами, ухудшая аэрацию и инфильтрацию. Снижение инфильтрации увеличивает поверхностный сток, что приводит к дальнейшему развитию эрозии. Следующая стадия –плоскостная эрозия, заключающаяся в том, что вода подхватывает и уносит частицы почвы равномерно по всей поверхности. По мере развития поверхностного стока вода сливается в ручейки, повышается скорость ее течения и, следовательно, способность захватывать и уносить частицы почвы. В результате вымываются русла различных размеров –струйчатая эрозияпри образовании множества мелких русел илиовражная эрозияпри образовании нескольких крупных русел.

Весьма важной особенностью эрозии является то, что она захватывает и уносит частицы почвы дифференцированно, в зависимости от их веса. Преимущественно выносятся более тонкие и легкие частицы гумуса и глины, а остаются песок, камни и выходы породы. В результате снижается водоудерживающая способность почвы и рано или поздно наступает последняя стадия эрозии – опустынивание.

Причины эрозии.Основными причинами, приводящими к эрозии и последующему опустыниванию, являются выпахивание, перевыпас скота и сведение лесов. Рассмотрим эти причины более подробно.

Выпахивание.Традиционно первым этапом в выращивании урожая была и во многом остается до сих пор распашка земли. Это делается в основном для уничтожения сорняков. В результате почва на длительное время (пока культура не сформирует на ней сплошной покров, и после жатвы) остается обнаженной, т.е. наиболее подверженной всем формам эрозии. Особенно сильно страдают земли, расположенные на склонах. Даже при относительно хорошем контроле над эрозией каждый гектар пашни может терять ежегодно от 7 до 12 т почвы, а без надлежащей охраны это количество может возрасти до 50 т. Считается, что вспашка улучшает аэрацию и инфильтрацию почвы. Но обычно она дает прямо противоположный эффект, обусловленный капельной эрозией. Уплотнение почвы происходит и за счет веса применяемой сельскохозяйственной техники. Наконец, распаханная земля теряет больше влаги за счет испарения, что усугубляет проблему понижения инфильтрации и водоудерживающей способности.

Перевыпас скота.Земли, недостаточно удобные для выращивания культурных растений, обычно используются для выпаса скота. Такие земли очень часто подвергаются перевыпасу, т.е. трава съедается быстрее, чем она может возобновляться. В результате почва обнажается и начинается эрозия. Существенным здесь является тот факт, что на одной и той же площади может прокормиться значительно больше диких животных, чем домашних (по биомассе). Так, например, в кустарниковой саванне можно разместить в 15 раз больше диких животных, чем домашних. Обычно различия не так велики, но все равно заметны.

В Национальном парке Альберта (Танзания) биомасса всех диких животных в конце 1950-х годов составляла 24406 кг на 1 км², а в Заире на той же площади еле-еле кормилось 5500 кг домашнего скота. Причина – дикие животные кормятся разными растениями: слоны – ветвями кустарников и деревьев, жирафы – высокорастущими листьями деревьев, газели Томпсона – двудольными растениями, зебры – верхними частями злаков, гну и топи – нижними частями злаков, черные носороги – листьями и ветвями кустарников, белые носороги – травой и т.д.

Домашние животные (особенно породистые) питаются в основном травой, кустарники и деревья не трогают (кроме коз) и быстро опустошают пастбища. Кроме того, дикие животные ходят рассеянными стадами, а домашние – плотными табунами и поэтому вытаптывают траву. При интенсивном выпасе также уменьшается поступление в почву детрита, т.е. происходит постепенная и вначале малозаметная минерализация почвы, что еще более усугубляет ситуацию.

Сведение лесов.Леса сводятся по трем основным причинам: освоение новых территорий под сельское хозяйство, получение древесины для строительства, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, получение топлива для бытовых нужд. Ежегодно сводится 6,2 миллиона гектаров лесов, и около 15,5 миллиона гектаров подвергаются деградации. Сведение лесов открывает дорогу как водной, так и ветровой эрозии. Соответствующие исследования показали, что поверхностный сток с покрытого лесом склона на 50 % меньше, чем с такого же склона, поросшего травой. Более того, леса способствуют более эффективной рециклизации биогенов. Исследования показали, что вымывание азота из почвы после сведения леса увеличивается в 45 раз. Таким образом, вырубка леса приводит не только к эрозии почвы, но и к обеднению ее биогенами.

Засоление почв.Основной причиной засоления почв является орошение. Орошение, т.е. искусственное снабжение водой пахотных земель, известно с древних времен и широко применяется для увеличения сельскохозяйственной продукции, особенно в регионах, обычно получающих недостаточное количество осадков. Орошаемые земли в настоящее время занимают около 130 миллионов гектаров (17 % площади пашни) более чем в 100 странах мира и дают 50 % всей продукции растениеводства. Наибольшие площади орошаемых земель находятся в Азии, причем 80 % падает всего на три страны: Индию, Китай и Пакистан. В последнее время орошение стало использоваться и во влажных регионах мира (США, Западная Европа), где, несмотря на значительное количество годовых осадков, растения могут испытывать недостаток влаги в определенные фазы своего развития.

Однако постоянное орошение земель без учета природных условий и использование неадекватных систем орошения может привести к засолению почвы, т.е. увеличению солености почвы до уровня, не переносимого растениями, т.к. даже лучшая поливная вода содержит то или иное количество солей. Соль также может вымываться и из самой орошаемой почвы, например, из-за смешения подаваемой на поля воды и сильно минерализованных грунтовых вод и попадания такой воды в верхние слои почвы за счет капиллярных явлений. По мере того как вода теряется на испарение и транспирацию, в почве происходит постепенное накопление солей. Урожаи на засоленных почвах резко сокращаются, а некоторые из них переходят в разряд пустынь. Проблема усугубляется тем, что интенсивное орошение приводит к истощению запасов воды, последствия которого мы рассмотрим ниже.

По разным оценкам в настоящее время засолено от 30 до 60 % всех орошаемых земель. В таблице 6.6 приведены данные Института мировых ресурсов (США) об орошаемых землях, опустыненных вследствие засоления. Причем ежегодно площадь засоленных земель увеличивается на 1,0 – 1,5 миллиона гектаров. Многие регионы превратились в зоны экологического бедствия. Так, интенсивное орошение в сочетании с ориентацией только на одну культуру (на 75 – 80 % всех засеваемых площадей из года в год высевался только хлопок) привело в Средней Азии к засолению и деградации (потеряно до 40 % гумуса) громадных площадей, а истощение водных ресурсов (обмеление рек Амударьи и Сырдарьи) поставило на грань исчезновения Аральское море.

Таблица 6.6