В.В Докучаев. Становление почвоведения как науки

Антропогенные изменения почвы

Ветровая эрозия

Почва– это обя­за­тель­ная среда су­ще­ство­ва­ния фи­то­це­но­за. Под есте­ствен­ны­ми фи­то­це­но­за­ми почвы со­хра­ня­ют­ся в неиз­мен­ном виде в те­че­ние дли­тель­но­го вре­ме­ни. При ан­тро­по­ген­ном на­ру­ше­нии фи­то­це­но­за почва на­чи­на­ет де­гра­ди­ро­вать. Под ис­кус­ствен­ны­ми фи­то­це­но­за­ми, так на­зы­ва­е­мы­ми аг­ро­це­но­за­ми,почва также по­сто­ян­но де­гра­ди­ру­ет, и это при­во­дит к утра­те поч­вой пло­до­ро­дия.

Су­ще­ству­ет две ос­нов­ные при­чи­ны де­гра­да­ции почв:

1. Эро­зия

2. За­со­ле­ние

Эро­зия – это раз­ру­ше­ние поч­вен­ной струк­ту­ры и умень­ше­ние тол­щи­ны поч­вен­но­го слоя.

Это про­ис­хо­дит под дей­стви­ем:

1. Ветра – вет­ро­вая эро­зия.

2. Воды – вод­ная эро­зия.

Ча­сти­цы почвы в виде пыли или взве­шен­ных в воде ча­стиц уно­сят­ся на боль­шие рас­сто­я­ния. Ис­то­щен­ная почва те­ря­ет пло­до­ро­дие и не может боль­ше ис­поль­зо­вать­ся и вос­ста­нав­ли­вать­ся фи­то­це­но­зом.

В нена­ру­шен­ном фи­то­це­но­зе по­верх­ност­ный слой почвы плот­но за­креп­лен и пе­ре­пле­тен кор­не­вы­ми во­лос­ка­ми –дер­ни­ной.

Дер­ни­на не поз­во­ля­ет ни ветру, ни воде раз­ру­шить поч­вен­ную струк­ту­ру. Но вы­руб­ка лесов, вспаш­ка, бо­ро­но­ва­ние и дру­гие про­це­ду­ры при­во­дят к раз­ру­ше­нию верх­не­го слоя и дают на­ча­ло эро­зии.

Вет­ро­вая эро­зиячер­но­зем­ной по­ло­сы Рос­сии на ру­бе­же XIX–XX веков при­ве­ла к ка­та­стро­фи­че­ско­му па­де­нию уро­жай­но­сти и вспыш­кам го­ло­да. Ана­ло­гич­ные про­бле­мы ис­пы­ты­ва­ли США и дру­гие стра­ны, имев­шие об­шир­ные пашни в сухом и теп­лом кли­ма­те. Это при­ве­ло к на­ру­ше­нию про­до­воль­ствен­ной без­опас­но­сти мно­гих стран.

Эро­зия часто носит необ­ра­ти­мый ха­рак­тер. Де­гра­ди­ро­вав­шая почва не может под­дер­жи­вать рас­ти­тель­ный по­кров, ко­то­рый за­щи­тил бы ее от даль­ней­шей эро­зии. В итоге поч­вен­ный по­кров ис­че­за­ет и про­ис­хо­дитопу­сты­ни­ва­ние.

Таким об­ра­зом, че­ло­ве­че­ская де­я­тель­ность за ты­ся­че­ле­тия при­ве­ла к об­ра­зо­ва­нию мно­же­ства пу­стынь.

Пи­о­не­ром в об­ла­сти борь­бы с эро­зи­ей вы­сту­пил рус­ский уче­ный В.В. До­ку­ча­ев (рис. 2). С его име­нем свя­зы­ва­ют вве­де­ние впоч­во­ве­де­ние как науку. Он пред­ло­жил ос­нов­ное сред­ство в борь­бе с вет­ро­вой эро­зи­ей, ле­со­за­щит­ные по­ло­сы – это узкие по­ло­сы дре­вес­ной рас­ти­тель­но­сти пе­ре­се­ка­ю­щие поля, и раз­би­ва­ю­щие их на пря­мо­уголь­ни­ки.

Они не поз­во­ля­ют при­зем­ным воз­душ­ным по­то­кам раз­го­нять­ся до ско­ро­сти, при­во­дя­щей к эро­зии. В итоге ско­рость вет­ро­вой эро­зии и ко­ли­че­ство пы­ле­вых бурь силь­но со­кра­ти­лось.

Рис. 2. За­щит­ные ле­со­по­ло­сы, как сред­ство борь­бы с вет­ро­вой эро­зи­ей пред­ло­же­ны В.В. До­ку­чае­вым.

Зачем нужна почва рас­те­ни­ям?

Почва со­сто­ит из ми­не­раль­но­го и ор­га­ни­че­ско­го ве­ществ. При этом пло­до­ро­дие почвы опре­де­ля­ет­ся, в ос­нов­ном, ее ор­га­ни­че­ской со­став­ля­ю­щей, ко­то­рая на­зы­ва­ет­ся гумус.

Рас­те­ния спо­соб­ны по­треб­лять из почвы толь­ко неор­га­ни­че­ские ве­ще­ства: воду, фос­фа­ты ион, ионы каль­ция, калия, цинка и так далее. Ор­га­ни­че­ское ве­ще­ство усва­и­вать они не в со­сто­я­нии (рис. 5).

Зачем же гумус нужен рас­те­ни­ям?

Рис. 3. По­треб­ность рас­те­ния в воде и био­филь­ных ионах

Гумус опре­де­ля­ет струк­ту­ру почвы ее плот­ность, по­ри­стость, несу­щие ха­рак­те­ри­сти­ки. Эти свой­ства опре­де­ля­ют лег­кость пе­ре­дви­же­ния воды, ми­не­раль­ных ве­ществ, а также усло­вие су­ще­ство­ва­ние мик­ро­бов, ко­то­рые необ­хо­ди­мы для жизни рас­те­ний. Из­бы­ток ор­га­ни­че­ско­го ве­ще­ства, гу­му­са, при­во­дит к фор­ми­ро­ва­нию ком­ко­ва­то-по­ро­ши­стой струк­ту­ры, ко­то­рая оп­ти­маль­на для пло­до­ро­дия.

Водная эрозия

Для борь­бы с вод­ной эро­зи­ейбыло пред­ло­же­но со­зда­ние тер­рас и фор­ми­ро­ва­ниебо­розд.

Плос­кие тер­ра­сы, в от­ли­чие от скло­нов, не спо­соб­ству­ют фор­ми­ро­ва­нию быст­рых вод­ных по­то­ков, а бо­роз­ды спо­соб­ству­ют пе­ре­хва­ты­ва­нию вод­ных по­то­ков и гасят их ско­рость (рис. 3).

Рис. 4. Тер­ра­си­ро­ва­ние как метод борь­бы с вод­ной эро­зи­ей

В.В Докучаев. Становление почвоведения как науки

В итоге мед­лен­ные по­то­ки не спо­соб­ны уне­сти поч­вен­ные ча­сти­цы и раз­ру­шить ее струк­ту­ру.

Если эро­зия зашла слиш­ком да­ле­ко, то этих ме­ро­при­я­тий не хва­та­ет, и тогда тре­бу­ет­ся ис­кус­ствен­ное со­зда­ние дер­нин. Это до­сти­га­ет­ся путем за­се­ва­ния спе­ци­аль­ны­ми куль­ту­ра­ми или пе­ре­но­сом го­то­вой дер­ни­ны.

В раз­ви­тых стра­нах про­ти­во­эро­зи­он­ные ме­ро­при­я­тия стали нор­мой сель­ско­хо­зяй­ствен­ной де­я­тель­но­сти.

В раз­ви­ва­ю­щих­ся стра­нах в ре­зуль­та­те эро­зии те­ря­ют­ся мил­ли­о­ны па­хот­ных зе­мель в год, что усу­губ­ля­ет без того острую си­ту­а­цию.

Вто­рая важ­ная про­бле­ма в поч­во­ве­де­нии – за­со­ле­ние. Обыч­но в сухих теп­лых ре­ги­о­нах, таких как Укра­и­на или Сред­няя Азия, лег­ко­рас­тво­ри­мые соли за­ле­га­ют неда­ле­ко от по­верх­но­сти. При обиль­ном оро­ше­нии таких зе­мель про­ис­хо­дит сплош­ное про­пи­ты­ва­ние грун­тов оро­си­тель­ной водой и рас­тво­ре­ние этих солей (рис. 4).

Рис. 5. Схема за­со­ле­ния почвы в усло­ви­ях из­бы­точ­но­го по­ли­ва

Рас­тво­рен­ные соли под­ни­ма­ют­ся вверх по влаж­ной почве. Таким об­ра­зом, соли из ниж­них слоев по­па­да­ют в верх­ние пло­до­род­ные слои и при­во­дят к ги­бе­ли рас­те­ний. За­со­ле­ние – прак­ти­че­ски необ­ра­ти­мый про­цесс, при­во­дя­щий к пол­но­му ис­чез­но­ве­нию пло­до­ро­дия.

Для борь­бы с за­со­ле­ни­ем при­ме­ня­ют раз­ные гео­ло­ги­че­ские ис­сле­до­ва­ния, а также уме­рен­ный полив, не при­во­дя­щий к сплош­но­му про­пи­ты­ва­нию почвы. В неко­то­рых рай­о­нах полив в прин­ци­пе недо­пу­стим.

При­ме­ры круп­ней­шей ан­тро­по­ген­ной пу­сты­ни

Люди с древ­ней­ших вре­мен мно­го­крат­но за­пус­ка­ли про­цесс поч­вен­ной эро­зии. С неко­то­ро­го мо­мен­та про­цесс эро­зии про­дол­жа­ет­ся са­мо­про­из­воль­но, без уча­стия че­ло­ве­ка, и при­во­дит к опу­сты­ни­ва­нию.

Так, в пер­вом ты­ся­че­ле­тии до нашей эры было по­ло­же­но фор­ми­ро­ва­ние пу­сты­ни Са­ха­ра (рис. 6).

Рис. 6. Со­вре­мен­ные гра­ни­цы пу­сты­ни Са­ха­ра

Из­на­чаль­но это была цве­ту­щая са­ван­на, но необ­ду­ман­ное сель­ское хо­зяй­ство при­ве­ло к опу­сты­ни­ва­нию, ко­то­рое стало за­хва­ты­вать все новые и новые тер­ри­то­рии.

К на­сто­я­ще­му мо­мен­ту пло­щадь Са­ха­ры до­стиг­ла со­вре­мен­ной тер­ри­то­рии США, и каж­дый год она про­дви­га­ет­ся на юг на 2 км.