Система мероприятий по защите земель от эрозии

Среди многих систем по рациональному использованию земель и почв важнейшее значение имеет их охрана и рациональное, береж­ное использование, и прежде всего защита от эрозии.

Разработка мер защиты почв имеет длительную историю. К на­стоящему времени в России сложилось научно-практическое на­правление защиты земель от почвенной эрозии, занимающееся раз­работкой мер по предотвращению ее причин. При этом необходи­мо планомерное воздействие на весь природный комплекс (ланд­шафт), а не только на отдельные его компоненты.

Разработаны комплекс межзональных (общих для всех природ­но-климатических зон) мер защиты земель от ускоренной эрозии, ее последствий, а также комплекс конкретных мероприятий для каж­дой природно-климатической зоны. Межзональные меры защиты земель от эрозии включают: 1) противоэрозийную организацию тер­ритории, предусматривающую различные противоэрозийные ме­роприятия в сочетании с правильным размещением севооборотов, защитных лесонасаждений и гидротехнических сооружений; 2) вве­дение почвозащитных полевых и лугопастбищных севооборотов, включающих многолетние травы, занятые пары, сокращение пло­щади пропашных культур, черных паров и др.; 3) прекращение ря­дового посева и культивации паров вдоль склона; 4) создание на крутых склонах полос-буферов из многолетних трав; 5) укрепление, облесение оврагов, песков, сильно эродированных склонов, созда­ние лесозащитных насаждений и лесов хозяйственного назначения; 6) залужение и закрепление ложбин, крутых склонов, заравнивание промоин; 7) регулирование пастьбы скота в балках, на крутых скло­нах, на песчаных и супесчаных почвах; 8) защиту дорог от размыва.

Зональные мероприятия довольно разнообразны и включают в себя агротехнические, лесомелиоративные, гидротехнические и орга­низационно-хозяйственные меры защиты земель. Группа агротех­нических мероприятий предусматривает следующее: 1) вспашку, культивацию и посев растений поперек склона, что дает эффект уже в год применения; 2) углубление пахотного слоя, что обеспечивает лучшее впитывание влаги и уменьшение поверхностного стока; 3) безотвальную обработку почвы по стерне по методу академика Т. С. Мальцева; 4) глубокое полосное рыхление почвы; 5) кротование, т.е. прокладку в почве на глубине 40-50 см с помощью специ­ального («кротового») плуга горизонтальных дрен для стока из­лишней воды при выпадении осадков; 6) щелевание, т. е. устройст­во в почве узких и глубоких щелей для увеличения-просачивания во­ды при выпадении осадков и уменьшения поверхностного стока; 7) частичную и полосную обработку песчаных и супесчаных почв, при которой возделываемая полоса должна иметь ширину от 1 до 100 м и располагаться перпендикулярно направлению господству­ющего ветра, а межполосные, необработанные участки должны иметь ширину, равную ширине обработанных полос или больше ее.

Лесомелиоративные меры заключаются в создании полезащит­ных лесных полос применительно к конкретным условиям.

Гидротехнические мероприятия применяются для предотвращения образования оврагов, подмыва и разрушения берегов, для уменьше­ния воздействия на прилегающие к рекам территории катастрофиче­ских паводков. Гидротехнические работы значительно уменьшают риск оползней и селевых потоков. Предусматривается создание ка­налов и валов для стока воды в сочетании с работами по облесению территории, подвергшейся эрозии, вокруг гидротехнических соору­жений. При возделывании склонов в горных условиях в селеопасных районах возводятся более сложные преграды, каскады, акведу­ки и т. д.

Организационно-хозяйственные мероприятия состоят в разработ­ке почвенно-эрозионного плана, на основе которого проводится за­щита территорий от эрозии.

Применение комплекса перечисленных мероприятий снижает риск возникновения катастрофических процессов разрушения почв, уменьшает ущерб, приносимый эрозией, способствует ее прекраще­нию и восстановлению плодородия почвы.

Результаты антропогенного воздействия на почвы и меры по ее охране

Почвенный слой является буферной зоной между атмосферой и недрами. По сути, он принимает на себя основную долю нагрузки от всех видов хозяйственной деятельности человека.

Загрязнение почв. Большой ущерб почвам наносит их загрязне­ние чужеродными химическими веществами. Для борьбы с вредите­лями сельскохозяйственных растений и сорняками широко применя­ют разнообразные ядохимикаты: пестициды, инсектициды, гербици­ды, дефолианты. Установлено, что устойчивые пестициды, широко применяемые для защиты растений от вредителей, болезней и сорня­ков и сохраняющие до 1/3 урожая, отрицательно влияют на числен­ность и активность почвенной фауны и микроорганизмов. Пестици­ды и продукты их естественных превращений вредны для личинок по­лезных животных: насекомых-опылителей и энтомофагов, насекомо­ядных, хищных, промысловых птиц и млекопитающих.

Остатки пестицидов вместе с собранным урожаем и водой могут попадать в пищу и причинять вред здоровью человека. Решение про­блемы применения пестицидов в сельском хозяйстве заключается в строгой дозировке и умелом их использовании. Важно создавать пре­параты с малым периодом жизни, которые сравнительно быстро раз­рушаются; продукты их естественной переработки должны быть не­ядовитыми. В последние годы для борьбы с сельскохозяйственными вредителями стали применять новые быстро разлагающиеся препа­раты, однако проблема получения безопасных для полезных живот­ных и человека ядохимикатов требует дальнейших разработок.

Другая проблема - правильное использование химических удо­брений. Неудачный подбор минеральных удобрений может вызы­вать избыточное подщелачивание или подкисление почвы. Для лес­ных кислых почв необходимы подщелачивающие удобрения (на­триевая и аммонийная селитры), известкование почвы. На карбо­натных почвах и в аридных районах нужны подкисляющие удобре­ния: суперфосфат, сульфат аммония и др. Особенно осторожно сле­дует применять минеральные удобрения на почвах, испытывающих засоление.

Отрицательное влияние на почву оказывают отходы промыш­ленных предприятий, в частности металлургических заводов, вы­хлопные газы автотранспорта, шахтные воды, отходы нефтепро­мыслов. Особенно интенсивно происходит загрязнение почвы про­мышленными отходами в последние десятилетия во многих разви­тых странах. Загрязнения охватывают огромные территории и про­являются даже в отдаленных районах земного шара. В наиболее на­селенных и промышленно развитых районах поступление многих химических элементов в почву превышает их естественное содержа­ние в гумусовом слое в десятки тысяч раз. Попадают они в почву с юлой и доменным дымом. Избыточное количество марганца, хро­ма, меди, кобальта, никеля, свинца и других элементов, содержаще­еся в почвах, окружающих заводы, снижает урожайность зерновых па 20-30%, бобовых - на 40, картофеля - на 47, кормовой и сахар­ной свеклы - на 35 %. Загрязнение гумусового слоя пылью тяжелых металлов, их солей при попадании в почву соединений серной кис­лоты действует угнетающе на развитие растений, вызывает гибель их корневой системы, снижает урожай. После Второй мировой вой­ны возникла угроза загрязнения почв радиоактивными веществами (С, Sr, Cs и др.), которые могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков после ядерных взрывов. Ме­стами почва оказывается зараженной радиоактивными отходами атомных электростанций и других предприятий. Мощное загрязне­ние почв радиоактивными веществами произошло в результате катастрофы в 1957 г. на ПО «Маяк» в Челябинской области и аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г.

Засоление почв. Естественное засоление почв характерно для тер­риторий с аридным климатом. Оно происходит в результате подтя­гивания солей к поверхностным слоям почвы из грунтовых вод и ко­ренных отложений при восходящем движении влаги. Влага по ме­ре вертикально восходящего движения испаряется, а содержащая­ся в ней соль откладывается на стенках порового пространства почв. Высоким природным засолением обладают почвы пустынь и полупустынь. Больше засолены почвы, образующиеся на коренных породах с высоким природным засолением и при неглубоком (ме­нее 3 м от поверхности земли) залегании грунтовых засоленных вод.

В естественных условиях процесс идет медленно, но он сущест­венно усиливается (вторичное засоление) и становится настоящим бедствием при орошаемом земледелии. По оценкам ФАО-ЮНЕСКО, более 50% всех орошаемых земель мира подвержено вторично­му засолению и осолонцеванию. Как показал многолетний опыт орошения земель Средней Азии, Заволжья и Нижнего Дона, ороша­емое земледелие вызывает целый комплекс «болезней» почв: выще­лачивание, разрушение структуры, засоление, осолонцевание, за­болачивание и в итоге полнейшую деградацию и уничтожение.

Засоление почв происходит на той стадии орошения, когда со­леные грунтовые воды поднимаются на глубину 1 - 3 м от поверх­ности земли и транспирация растительностью и испарение прибли­жается к величине испарения с открытой поверхности воды (в арид­ных районах оно достигает 1000-1500 мм в год). При минерализа­ции таких вод 2-3 г/дм3 в верхний слой почвы за лето привносит­ся около 20 т/га солей.

Подъем уровня грунтовых вод (подтопление) на орошаемых зем­лях неизбежен при любых щадящих режимах полива. Подтопленные территории становятся непригодными для орошения еще и по при­чине непроходимости таких земель для обрабатывающей техники.

Важнейшие профилактические меры предупреждения вторично­го засоления - применение дождевальных установок с дозирован­ной подачей воды (в зависимости от вида почв, состояния призем­ного воздуха, вида культуры и др.) и подпочвенного орошения. Хо­роший эффект дают планировка поверхности, ликвидация ороси­тельных каналов, подача воды по лоткам, строго дозированный расход воды. Если применение дренажных систем необходимо, то целесообразно использовать вертикальный дренаж.

Заболачивание почв. В естественных природных условиях до­вольно много заболоченных земель. Основными причинами забо­лачивания являются климатические условия, понижения в рельефе поверхности земли, разгрузка подземных вод, водный баланс тер­ритории.

Существует большое количество естественных, низинных и вер­ховых, болот, общая площадь которых вместе с заболоченными землями в странах СНГ составляет около 180 млн га. Заболоченные земли широко распространены в Белоруссии, Прибалтийских рес­публиках, на севере Украины, в Нечерноземной зоне РФ и в Запад­ной Сибири.

Заболачиваются обычно пониженные участки суши, долины и поймы рек. Заболачивание происходит в местах выхода и разгруз­ки подземных вод при превышении инфильтрационного питания над испарением. Благоприятные условия для заболачивании склады­ваются в лесной зоне умеренного климата, где невысокие летние тем­пературы сочетаются с большим количеством осадков и слабым ис­парением. В условиях низинной тундры, с близким залеганием веч­ной мерзлоты, огромные территории заболочены. В первую очередь заболачиваются низменности и слабо всхолмленные территории. Огромные болотистые территории, например Васюганские болота в Западной Сибири, трудно проходимы и хозяйственно не освоены.

В условиях хозяйственной деятельности человека заболачивание происходит весьма активно, особенно на орошаемых землях. В значительной степени ему подвержены участки, прилежащие к водо­хранилищам. Здесь резко повышается уровень грунтовых вод, и за­болачивание охватывает значительные площади равнинных и по­ниженных территорий. Оно может развиваться также в результате сплошной рубки леса (особенно деревьев с высокой транспирационной способностью) в районах с избыточным увлажнением. Забо­лачивание земель при техногенном подтоплении происходит на ур­банизированных территориях.

Важнейшей профилактической мерой предупреждения антропо­генного заболачивания является мелиорация избыточно увлажнен­ных земель с целью регулирования их водного режима. Когда про­цесс заболачивания приносит ущерб или становится опасным для проживания людей, прибегают к строительству дренажных систем.

Осушение болот. После осушения болота используют для выра­щивания льна, зерновых, овощных культур, дающих на осушенных землях высокие урожаи. Поэтому их интенсивно осушают. Однако часто осушение проводится нерационально, и грунтовые воды по­сле мелиорации оказываются на значительной глубине, ниже 1,5 м, при этом плодородие осушенных болот падает: торф быстро окис­ляется, нарушается структура почвы, дренажная сеть выносит пло­дородные частицы. Снижается продуктивность не только на непра­вильно мелиорированном болоте, но и на соседних территориях.

Болота имеют большое гидрологическое и климатообразующее значение. Они служат естественными резервуарами воды, поддер­живают более высокий уровень грунтовых вод. Особенно большое значение для поддержания уровня грунтовых вод имеют болота на водоразделах, у истоков рек, в районах с песчаными почвами. По­этому сплошное осушение болот без достаточного обоснования мо­жет принести больше вреда, чем пользы. Известны случаи, когда оно вызывало обмеление, высыхание небольших рек, резкое пони­жение уровня грунтовых вод. В засушливые годы понижение уров­ня грунтовых вод привело к высыханию лесов и снижению урожая на полях.

Прямое уничтожение почв. Использование почв не по прямому назначению в последние годы приобретает угрожающие размеры. Почвы занимают под промышленное и жилищное строительство, транспортные магистрали, заливают водой при строительстве во­дохранилищ. Огромные площади земель нарушают при добыче по­лезных ископаемых, при лесоразработках, покрывают отходами промышленности, используют под городские свалки.

Например, в ФРГ только под населенными пунктами занято 10% поверхности земли и ежегодно уходит под постройку более 28 тыс. га. В СССР в конце 1980-х годов из сельскохозяйственного использо­вания ежегодно в среднем изымалось по 50 тыс. га пашни, в 1990-х годах эта цифра снизилась до 35 тыс. га. Предполагается дальней­шее уменьшение отведения пахотных земель под строительство.