Оценка влияния экспозиции склона на сток талых вод и смыв почвы

Экспозиция склона – важнейший фактор, определяющий различия между двумя соседними участками. Так, среднесуточная температура пахотного слоя почвы на склоне юго-западной экспозиции в Централь­ной Молдавии в дневные часы на 3-7° выше, чем на склоне северо-во­сточной экспозиции [21]. Участки южной экспозиции с уклоном 5° по количеству тепла можно приравнять к горизонтальному участку, сме­щенному по широте на юг примерно на 550 км, а такой же участок се­верной экспозиции по количеству полученного солнечного тепла соот­ветствует горизонтальному участку, смещенному по широте на север на 550 км [30]. Экспозиция склона оказывает влияние не только на гидро­термический режим почвы, что определяет сроки проведения полевых работ, но и на ряд других процессов.

Существенное влияние она оказывает на формирование весеннего стока и смыва почв. В этом отношении определенный интерес представ­ляет количественная оценка такого влияния. В настоящем сообщении рассматриваются результаты изучения относительного влияния экспози­ции склона на характер формирования стока талых вод и интенсивность смыва почв. В табл. 1 приведены обобщенные данные о влиянии экспо­зиции склона на некоторые относительные показатели. За единицу ус­ловно принимали средние значения абсолютных величин для четырех основных экспозиций. В ряде случаев использовали данные по двум про­тивоположным экспозициям.

Табл. 1. Влияние экспозиции склонов на некоторые относительные показатели

Эти данные показывают, что мощность снежного покрова, запас во­ды в снеге перед снеготаянием, слой стока, коэффициент стока и накоп­ление воды в почве после снеготаяния характеризуются более высокими значениями на склонах северных и западных экспозиций; на склонах южных и восточных экспозиций значения этих относительных показате­лей меньше. Из этого общего правила применительно к конкретным ус­ловиям местности и года могут быть исключения. Практически такая же тенденция изменений наблюдается и в отношении урожайности сельско­хозяйственных культур. А вот отношение испаряемости со склонов (5^о) к испаряемости на ровном месте, относительные показатели интенсив­ности весеннего смыва почв, наличие площадей смытых и размытых зе­мель на южных экспозициях больше, чем на северных. Наибольшая раз­ность этих показателей наблюдается между склонами северных и юж­ных экспозиций; различия между склонами восточных и западных экс­позиций выражены слабее.

Табл. 2. Влияние экспозиции склона на мощность гумусового горизонта

В проведении полевых работ принимали участие инженеры-землеустроители Т.В.Лазарева и Н.А.Бороздина.

Таковы наиболее общие количественные изменения отдельных пока­зателей в зависимости от экспозиции склонов, выявленные нами на основанни опубликованных и наших данных. По мере накопления экспе­риментальных данных и использования других источников информации они могут уточняться. Наибольшее влияние оказывает экспозиция скло­нов на интенсивность смыва почв в период весеннего снеготаяния. Не­смотря на меньший объем стока со склонов южных экспозиций весен­ний смыв почвы на них значительно выше, чем на склонах северных экспозиций. Это можно объяснить различной интенсивностью снеготая­ния: на южных склонах она выше по сравнению с северными. На по­следних снег сходит на несколько дней позже.

О степени влияния экс­позиции склонов на интенсивность эрозии можно судить по мощности гумусового горизонта. Этот диагностический показатель используют для установления степени смытости почв. Мы провели исследования для выявления степени влияния экспозиции склонов на интенсивность эрозии почв по изменению мощности их гумусового горизонта.

Для этого были выбраны концентрические, холмообразные формы рельефа с прямыми продольными профилями склонов достаточной дли­ны и крутизны и однородными почвами, длительное время находящиеся в сельскохозяйственном использовании. Нам удалось подобрать 13 та­ких ключевых участков в колхозах «Донской», «Россия» и «Путь Лени­на» Подгоренского р-на Воронежской обл. На каждом из этих участков в июле 1978 г. были заложены почвенные разрезы.

Один разрез закла­дывали на водораздельном плато и принимали за эталон несмытой поч­вы, другие в соответствующем направлении от него на таком расстоя­нии, чтобы превышение между эталонным почвенным разрезом и раз­резами соответствующих экспозиций было одинаковым. Практически это означало, что почвенные разрезы по экспозициям закладывали на одной горизонтали. Такой подход обеспечивал относительное равенство потенциального смыва в местах заложения разрезов и возможность установления влияния экспозиции склонов на интенсивность эрозии [24].

Правомерность описываемого метода основывалась на допущении, что до начала интенсивного сельскохозяйственного использования зе­мель мощность гумусового горизонта почв на склонах разных экспозиций была такой же, как и на водоразделах. Следовательно, в основу допущения положено признание одинаковой скорости почвообразования на склонах различных экспозиций, что едва ли является правомерным.

Табл. 3. Значения относительных коэффициентов, учитывающих влияние

экспозиции склонов на изменение мощности гумусового горизонта черноземов

Примечание. А, Б, В — средние значения коэффициентов (за 1 принята средняя мощность гор. A+B: для А — на водоразделе, для Б — по четырем экспозициям, для В — на водоразделе и склонах раз­ных экспозиций); а — ошибка среднего коэффициента, б — относительная точность средней, %.

Нетрудно представить, что всякое изменение мощности гумусового го­ризонта – результат нарушения динамического равновесия между ско­ростями почвообразования и эрозии. Отсутствие достоверных экспери­ментальных данных о влиянии экспозиции склонов на скорость почвооб­разования осложняет решение поставленной задачи. Тем не менее, мы сочли полезным провести эту работу для того, чтобы сравнить получен­ные нами результаты с данными прямого учета смыва почв на стоковых площадках.

Приведенные в табл. 2 данные свидетельствуют о том, что средняя величина смыва почв на склонах северных экспозиций составила 75 мм, или 15% от мощности черноземных почв на водоразделах. На склонах южных экспозиций слой смытой почвы составил 206 мм, или 39%. На основании этого можно отметить, что интенсивность смыва почв на юж­ных склонах в 2,6 раза больше, чем на северных. Средняя величина смыва черноземных почв на склонах восточных экспозиций составила 115 мм, или 18% от мощности несмытых почв на водоразделе. На скло­нах западных экспозиций она соответственно равна 155 мм, или 30%. Следовательно, черноземные почвы на склонах западных экспозиций смываются в 1,5 раза интенсивнее по сравнению с такими же почвами, расположенными на склонах восточных экспозиций. При среднем рас­стоянии от верхней водораздельной точки 388 м и среднем уклоне 0,030 (1,7°) средняя по всем экспозициям мощность гумусового горизонта уменьшилась за всю историю развития и использования почв на 139 мм.

В табл. 3 приведены средние значения относительных коэффициен­тов, характеризующих влияние экспозиции склонов на степень смыва почв. Сравнение значений относительных коэффициентов для случая, когда за единицу принимается средняя мощность гумусового горизонта по экспозициям склонов, с такими же показателями по интенсивности смыва почв (табл. 1) показывает, что они близки между собой. Ранее [9] в расчетах интенсивности весеннего смыва почв мы приняли их (на основании тогда еще немногочисленных данных) для склонов северных экспозиций равными 0,80, южных – 1,18, восточных – 0,90, западных – 1,12.

Результаты обобщения литературных данных, их анализ и данные об изменении мощности гумусового горизонта по экспозициям склонов позволяют нам с большей обоснованностью принять их для склонов се­верных экспозиций равными 0,80, южных -–1,20, восточных – 0,95, за­падных -–1,05 и рекомендовать их для использования в расчетах интен­сивности весенней эрозии в формуле [9].

Таким образом, нами было показано влияние экспозиции склона на условия формирования стока талых вод и смыв почвы. Выявлена закономерность в изменении мощности гумусового горизонта в зависимости от экспозиции склона. Установлены относительные коэффициенты, учитывающие влияние экспозиции склона на интенсивность смыва почв.

Литература

1.Антропов Т.Ф. Агротехника и развитие сельскохозяйственных культур в колхо­зах на эродированных почвах. Почвоведение, 1955, № 4.

2. Арманд Д.Л. Изучение эрозии в лесостепных и степных районах СССР и состояние противоэроз. мероприятий. Изв. АН СССР. Сер. геогр., 1954, № 2.

3. Варламов А.А. Факторы развития эрозии на территории правобережья Саратов­ской обл. Тр. МИНЗа, вып. 81. М., 1976.

4. Гетто М.Я. К вопросу составления почвенно-эрозионной карты Полтавской обл. В кн.: Эрозия почв и борьба с нею. М., Сельхозгиз, 1957.

5. Грызлов Е.В., Полуэктов Е.В. Зависимость процессов водной эрозии почв от экспозиции склонов в условиях юга Ростовской обл. Науч.-техн. Бюл. По проб­леме «Защита почв от эрозии», вып. 3. Курск, 1977.

6. Данилов Г.Г., Альмяшева М.С. Развитие эрозионных процессов и борьба с ними в междуречье Волги и Оки. Саранск, 1975.

7. Жилко В.В. Эрозионные почвы Белоруссии и их использ. Минск, 1976.

8. Ибрагимов А.А. Картирование эродированных почв по сельскохозяйственным угодьям. В сб.: Вопросы методики почвенно-эрозионного картирования. М., 1972.

9. Иванов В.Д. Оценка интенсивности смыва почв со склонов за период прохожде­ния стока талых вод. Науч.-техн. бюл. по проблеме «Защита почв от эрозии», вып. 4 (15). Курск, 1977.

10. Караваев В.Н. Влияние талых вод и ливневых осадков на процессы эрозии. Тр. Уральск. НИИ сельского хозяйства, т. VIII. Свердловск, 1969.

11. Каштанов А.Н. Защита почв от ветровой и водной эрозии. М., 1974.

12. Козменко А.С., Ивановский А.Д. Снеговой режим в Центральной лесостепи. Гидротехника и мелиорация, 1952, № 12.

13. Корзун В.И. Сток и потери талых вод на склонах полевых водосборов. Л., Гидроме-теоиздат, 1968.

14. Лысак Г.Н. Эрозия почв и меры борьбы с ней в степной зоне Южного Урала. Автореф. дис. Воронеж, 1973.

15. Лысак Г.Н., Крупчатников А.И., Гребенников Л.А. Влияние агротехнических приемов на сток воды и смыв почвы. Науч.-техн. Бюл. По проблеме «Защита почв от эрозии», вып. 1. Курск, 1975.

16. Ляблин Н.И. Повышение плодородия смытых серых лесных почв Мордовии. В сб. работ по земледелию и почвоведению. Саранск, 1968.

17. Медведев А.Г., Зайко С.М. Влияние эрозии дерново-подзолистых пылевато-суглинистых почв на урожайность зерновых культур и картофеля. В сб.: Эрозия почв и борьба с ней. Минск, «Урожай», 1968.

18. Мишон В.М. Закономерности залегания максимальных снегозапасов в условиях овражно-балочного рельефа и островной лесной растительности. В сб. работ Курской гидрометеорологической обсерватории, вып. 5. Л., Гидрометеоиздат, 1971.

19. Мусохранов В.Е. Почвозащитная способность и продуктивность основных полевых культур на склоновых землях Алтайского Приобья. Автореф. Дис. Омск, 1976.

20. Николаев Ю.П. Влияние рельефа и экспозиции склонов на влагообеспеченность почв. В кн.: Исследования по мелиорации и физике почв Молдавии. Кишинев, «Штиница», 1976.

21. Николаев Ю.П., Махлин Т.Б. Температура пахотного слоя серой лесной почвы в летнее время на различных элементах рельефа. В сб.: Вопросы эрозии и повыше­ния продукт. склоновых земель Молдавии, т. 6. Кишинев, 1969.

22. Парахневич М.И. Влияние рельефа и экспозиции склона на почвообразование и эрозию почвы в подзоне обыкновенного чернозема Правобережья Дона Воронеж­ской обл. на примере колхоза «Подгоренский» Подгоренского р-на. Автореф. дис. Воронеж, 1970.

23. Романова Е.Н. Микроклиматическая изменчивость основных элементов климата. Л., Гидрометеоиздат, 1977.

24. Рожков А.Г., Иванов В.Д. К оценке энергии массы воды, движущейся по склону. Науч.-техн. бюл. по проблеме «Защита почв от водной эрозии», вып. 1. Курск, 1973.

25. Сильвестров С.И. Рельеф и земледелие. М., Сельхозгиз, 1955.

26. Сурмач Г.П. Водная эрозия и борьба с ней. Л., Гидрометеоиздат, 1976.

27. Цыганов М.С., Парахневич М.И. Особенности почвообразования на склонах и эрозия почвы. В сб.: Противоэрозионная организация территории и использова­ние земель в условиях ЦЧЗ. Записки ВСХИ, т. 39, 1969.

28. Черемисинов Г. А. Эродированные почвы и их продуктивное использование. М., Колос, 1968.

29. Черкасова В.А. Создание сеяных сенокосов и пастбищ на склонах балок как прием значительного увеличения производства кормов и защиты почвы от эрозии. В кн.: Эрозия почв и борьба с нею. М., Сельхозгиз, 1957.

30. Чижмаков А.Ф. Крупномасштабное картографирование сельского хозяйства в усло­виях ЦЧЗ. - В кн.: Землеустройство, геодезия и планировка сельских населенных мест. Воронеж, 1971.

31. Швебс Г.И. Формирование водной эрозии стока наносов и их оценка. Л., Гидро­метеоиздат, 1974.

32. Иванов В.Д. Оценка влияния экспозиции склона на сток талых вод и смыв почвы. – Почвоведение, 1979. № 10. С. 78-82.