Реферат Эрозия почв как экологическая проблема
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Федеральное агентство по образованию РФ
Рубцовский индустриальный институт
ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический
университет им. И.И. Ползунова»
Реферат
По экологии
Тема « Эрозия почв»
Выполнила: Каменева А.А.
группа ПГС – 71
Проверила: Чернецкая Н.А.
г. Рубцовск 2009
Содержание
Введение _________________________________ 3
Водная эрозия _________________________________ 6
Ветровая эрозия _________________________________ 10
Мероприятия по борьбе с эрозией почв _____________________ 12
Заключение _________________________________ 18
Список литературы _____________________________________ 19
Введение.
Слово «эрозия» происходит от латинского erosio, что означает «разъедать», «выгладывать» или «выгрызать». Под воздействием сильных ветров и неурегулированного стока поля становятся неудобными для обработки, а почвы постепенно теряют свое плодородие — это и есть эрозия почвы. По определению академика Л.И. Прасолова, "под общим понятием эрозии почвы разумеются многообразные и широко распространенные явления разрушения и сноса почв и рыхлых пород". В зависимости от факторов, обусловливающих развитие эрозии, выделяют два основных ее типа - водную и ветровую. Скорость эрозии превышает скорость естественного формирования и восстановления почвы. По оценкам научных учреждений, почвы сельскохозяйственных угодий России ежегодно теряют около 1,5 млрд. т плодородного слоя вследствие проявления эрозии. Годовой прирост площади эрозированных почв составляет 0,4-1,5 млн. га, оврагов - 80-100 тыс. га. Загрязнения водоемов продуктами водной эрозии по своим отрицательным последствиям не уступают воздействию сброса загрязненных промышленных стоков. Причиной снижения биопродуктивности почв сельхозугодий является уменьшение запасов гумуса. Ежегодные его потери составляют в среднем 0,62 т/га.
Сельскохозяйственное производство на большей части территории России ведется в сравнительно неблагоприятных климатических и почвенно-гидрологических условиях. И главными бедами являются эрозия почв и засухи.
Эрозия - естественный геологический процесс, который нередко усугубляется неосмотрительной хозяйственной деятельностью. На основе этого выделяют нормальную и ускоренную эрозию почвы. Нормальная эрозия протекает очень медленно, а поэтому незначительные потери верхних слоев почвы от выдувания и смыва восстанавливаются в ходе почвообразовательного процесса. Такая эрозия имеет место на почвах, поверхность которых не затронута хозяйственной деятельностью. Нормальную эрозию называют геологической.
Ускоренная эрозия почвы имеет место в районах, где нерациональная хозяйственная деятельность человека активизирует естественные эрозионные процессы, доводя их до разрушительной стадии. Ускоренная эрозия является следствием интенсивного использования земли без соблюдения противоэрозионных мероприятий (распашка склонов, сплошная вырубка лесов, нерациональное освоение девственных степей, неурегулированный выпас скота, приводящий к уничтожению естественной травянистой растительности).
Более 54% сельскохозяйственных угодий и 68% пашни в настоящее время эродировано или эрозионно опасно. На таких землях урожайность снижается на 10-30%, а порой и на 90%. Оврагами разрушено 6,6 млн. га земель. С их ростом площадь пашни ежегодно сокращается на десятки тысяч гектаров, а площадь смытых земель увеличивается на сотни тысяч.
Широкое использование земель, особенно возросшее в эпоху НТР, привело к увеличению распространения водной и ветровой эрозий (дефляции). Под их воздействием происходит вынос (водой либо ветром) почвенных агрегатов из верхнего, наиболее ценного слоя почвы, который приводит к снижению ее плодородия. Водная и ветровая эрозии, вызывая истощение почвенных ресурсов, являются опасным экологическим фактором.
Важным отличием этих двух типов эрозии является то, что при ветровой эрозии происходит выдувание лишь механических элементов почвы, а при водной - не только смываются частицы почвы, но одновременно происходит растворение в текущей воде питательных веществ, удаление их.
В результате эрозии в почвах уменьшается содержание азота и усвояемых растениями форм фосфора и калия, ряда микроэлементов (йода, меди, цинка, кобальта, марганца, никеля, молибдена), от которых зависит не только урожай, но и качество сельскохозяйственной продукции. Эрозия способствует проявлению почвенной засухи. Это объясняется не только тем, что значительная часть осадков стекает со склонов, но и тем, что на эродированных почвах с плохими физическими свойствами увеличивается потеря влаги. Засуху в районах проявления эрозии нередко называют «эрозийной засухой».
Таким образом, смыв минеральных элементов питания растений, усиление почвенной засухи, ухудшение физических свойств почв, снижение их биологической активности на склонах с эродированными почвами приводят к пагубным последствиям для сельского хозяйства.
Водная эрозия.
Водная эрозия подразделяется на поверхностную (плоскостную) и линейную (овражную или русловая) — размыв почвы и подпочвы.
Поверхностная эрозия проявляется в основном в семиаридных климатических условиях, поскольку в более влажных районах склоны обычно защищены растительностью. В сухих районах даже незначительные осадки имеют существенные последствия. После дождя или в результате снеготаяния происходит насыщение водой верхнего почвенного слоя, и излишняя вода плащом стекает вниз по склонам, увлекая с собой частицы грунта. Такой смыв, в результате которого промоины не образуются, называется плоскостной, или дождевой, эрозией.
Однако микрорельеф почвы не бывает идеально ровным. В связи с этим поверхностный сток атмосферных вод осуществляется струйками и ручейками различной величины. Концентрированные потоки талой, ливневой и дождевой воды создают небольшие борозды, а затем овраги. Русловая (линейная) эрозия протекает быстрее, чем плоскостная, и как только образуется овражная сеть, начинается активное расчленение земной поверхности. За год поле теряет из верхнего горизонта б-12 т/га материала, а в отдельных случаях, при сильных ливнях, с гектара смывается до 200 т наиболее плодородной почвы. При этом почвы на поле, покрытом растительностью, смываются в меньшей степени, чем обнаженном.
Овраги, веером расходясь от центрального «стержня» - балки, разрушают поля, луга, перерезают дороги. Нередко длина балки достигает десятков километров, а оврагов - нескольких километров. Вовремя не остановленный овраг растет вглубь и вширь, захватывая все больше и больше плодородной земли.
В оврагах формируются небольшие водотоки, которые сливаются и переносят твердые осадки в крупные реки. Грунтовые воды также подпитывают водотоки, вынося из горных пород растворенные минеральные вещества. Реки, углубляя и расширяя свои русла, вносят свою лепту в объем транспортируемых наносов. Поток воды и вовлеченных в движение обломков пород смещает русловые и пойменные отложения в долине реки.
Таким образом, с распаханных площадей, расположенных на склонах, вследствие неурегулированного поверхностного стока наблюдается удаление плодородного слоя почвы. Этот малозаметный, но наиболее опасный и вредный процесс. На крутых и длинных склонах сток может привести к образованию крупных струйчатых и ручейковых размывов, с которыми уже нельзя бороться обычной обработкой почвы. Это так называемый струйчатый смыв почв. В этом случае образовавшиеся размывы необходимо специально заравнивать.
При смыве возрастает размер вымываемых почвенных частиц. Смыв почвы зависит от типа почвы, ее физико-механического состава, величины поверхностного стока и состояния поверхности почвы. Показатели смыва почвы изменяются для различных пахотных угодий в весьма широких пределах. Для южных черноземов показатели смыва почв (т/га) меняются от 21,7 (зяблевая вспашка вдоль склона), 14,9 (то же поперек склона) до 0,2 (многолетняя залежь).
В значительной степени развитие современной водной эрозии почв на сельскохозяйственных угодьях обусловливается нарушением устойчивого водного режима в процессе эксплуатации земли. Устранить условия, способствующие проявлению эрозии почв, можно путем ослабления концентрации водных потоков и замедления поверхностного стока путем: увеличения поглотительной и инфильтрационной способности почвы, задержания осадков на месте выпадения, отвода или безопасного сброса необходимого количества воды в гидрографическую сеть.
Для наиболее эффективной борьбы с эрозионными процессами пахотные земли делят на несколько категорий подверженности эрозии и в зависимости от этих категории предпринимаются соответствующие меры защиты.
В первую категорию входят лучшие пахотные площади, где процессы эрозии не развиты совсем. Ко второй категории относят приводораздельные части склонов с хорошими и средними пахотными землями, со слабо выраженной ложбинностью. Почвы этой категории несмытые или очень слабо смытые и могут использоваться под сельскохозяйственные культуры. Сравнительно большой сток в отдельные годы здесь дают талые воды, ливневые осадки — слабый, а от обычных дождей сток отсутствует. Эти земли нуждаются только в профилактических противоэрозионных мероприятиях.
В третью категорию включают хорошие пахотные земли, занимающие средние и частично верхние части склонов. Эти площади подвержены сильной эрозии, и поэтому выращивание здесь сельскохозяйственных культур возможно с применением интенсивных противоэрозионных мероприятий. Главным агентом в развитии эрозии на землях третьей категории являются талые воды. Ливневые осадки причиняют вред преимущественно на угодьях, занятых пропашными культурами, дождевой сток имеет место сравнительно редко. Земли третьей категории выделяют в особый почвозащитный севооборот с сокращением пропашных культур и с большим участием многолетних трав.
Земли четвертой категории водной эрозии подвержены очень сильно. В земледелии они могут использоваться ограниченно, так как требуют ведения почвозащитного кормового лугопастбищного севооборота, где один - два года возделывают сельскохозяйственные культуры, а затем на 5-10 лет землю занимают под многолетние травы. Почвы здесь средне-, большей частью сильносмытые.
В пятую категорию включают непригодные для обработки земли, заброшенные из-за сильного разрушения эрозией. Эти площади используют как сенокосы, а при строгом нормировании выпаса - как пастбища.
К шестой категории относят земли, которые могут быть использованы только для лесоразведения: средние и сильно эродированные балки и балочные ответвления, расчлененные частыми промоинами, берега речных долин, оползневые участки, овраги всех типов.
В седьмую категорию включают неудобные земли, которые не могут быть использованы в сельском хозяйстве: обнажения, обрывы, скалы.
Выделения категорий земли по степени подверженности эрозии почв дает возможность наиболее рационально и комплексно внедрять почвозащитные мероприятия на всех земельных угодьях водосбора.
Важнейшие элементы системы мероприятий по защите почв от водной эрозии:
— правильная организация территории, создающая предпосылки для эффективного применения средств борьбы с эрозией;
— противоэрозионная агротехника, обеспечивающая повседневную защиту почв и повышение их плодородия;
— лесомелиоративные мероприятия по борьбе с эрозией почв;
— гидротехнические сооружения, предотвращающие размыв почвы.
Ветровая эрозия.
В ветровой эрозии (дефляции) различают пыльные бури (черные бури) и повседневную (местную) ветровую эрозию. Во время пыльных бурь ветры достигают больших скоростей и охватывают огромные территории. При этом ветер поднимает тучи пыли, почвы, песка, уносит их на значительное расстояние, и все это оседает толстым слоем на землю и поля. Иногда наносы бывают до 2 -
Повседневная, или местная, ветровая эрозия почв носит локальный характер и охватывает небольшие площади. Наиболее часто она проявляется на песках и площадях с легкими почвами, а также на карбонатных суглинистых почвах, т.е. на аридных и семиаридных территориях, где растительный покров не может защитить почву от развевания ветром, называемого дефляцией. Большие замкнутые впадины в Северной Африке, как, например, впадина Катара, были углублены за счет дефляции вплоть до уровня грунтовых вод, в результате чего многие из них превратились в солончаки. Ветер переносит тонкую пыль во взвешенном состоянии, а песчинки обычно перекатываются и скачут близ поверхности земли (такой способ перемещения называется сальтацией). В пустынях также обычна корразия, происходящая под воздействием порывов ветра, несущего песок. В результате истирания скал песком обнаруживаются малейшие различия в прочности пород, и образуются рифленые и ячеистые (сотовые) поверхности. Отдельные камни, обточенные ветром до остроугольной формы, называются вентифактами, или ветрогранниками. Ветровая эрозия также проявляется и на пляжах, в тыльной части которых в результате дефляции песчаных пляжевых отложений образуются дюны.
Местная ветровая эрозия проявляется и зимой, когда сильные ветры сдувают снег. В этом случае почва на оголенных участках, прежде всего на выпуклых склонах, быстро теряет влагу и разрушается воздушными потоками.
Ветровой эрозии наиболее подвержены частицы почвы 0,5 - 0,1 мм и менее, которые при скоростях ветра у поверхности почвы 3,8 - 6,6 м/с приходят в движение и перемещаются на большие расстояния. На основании аэрокосмических снимков выявлено, что пыльные бури в Сахаре прослеживались вплоть до Северной Америки.
Категория частиц 0,5 - 0,1 мм является одной из агрономически ценных, поэтому ветровая эрозия снижает почвенное плодородие.
Отличие ветровой эрозии от водной выражается в том, что первая не связана с условиями рельефа. Если водная эрозия наблюдается при определенном уклоне, то ветровая может наблюдаться даже на совершенно выровненных площадках. При водной эрозии продукты разрушения перемещаются только сверху вниз, а при ветровой — не только по плоскости, но и вверх.
Мероприятия по борьбе с эрозией почв.
Почвозащитные севообороты.
Чтобы защитить почвы от разрушения, необходимо правильно определить состав возделываемых культур, их чередование и агротехнические приемы. При почвозащитных севооборотах исключают пропашные культуры (так как они слабо защищают почву от смыва, особенно весной и в начале лета) и увеличивают посевы многолетних трав, промежуточных подсевных культур, которые хорошо защищают почву от разрушения в эрозионно-опасные периоды и служат одним из лучших способов окультурирования эродированных почв.
На склонах крутизной до 3—5° со слабо- и среднесмытыми почвами, где появляется опасность проявления эрозии, предпочтение в севооборотах отдают травам и однолетним культурам сплошного сева. На более крутых склонах (крутизна 5—10°), в основном со средне- и сильносмытыми почвами, в севооборотах увеличивают посевы многолетних трав и промежуточных культур, которые хорошо защищают почву от эрозии.
Лесомелиоративные противоэрозионные мероприятия.
В комплексе мер, направленных на борьбу с водной и ветровой эрозией почв, важное место принадлежит агролесомелиорации из-за ее дешевизны и экологической безвредности. Созданием защитных лесонасаждений занимаются в России более 500 предприятий. Ими заложено 2,8 млн. га на землях сельхозпользования, в основном в районах с интенсивным ведением сельского хозяйства. Основными лесомелиоративными противоэрозионными мероприятиями являются: создание водорегулирующих лесополос в малолесных районах, создание водоохранных лесных насаждений вокруг прудов и водоемов, сплошные противоэрозионные лесопосадки на сильноэродированных крутосклонных и бросовых землях, непригодных для использования в сельском хозяйстве.
Водорегулирующие лесополосы
Закладываются на эродированных склонах, используемых под сельскохозяйственные культуры, и предназначены для перевода поверхностного стока во внутрипочвенный. Число лесополос и расстояние между ними зависят главным образом от крутизны и длины склона: с увеличением крутизны расстояние между лесополосами уменьшается. Располагаются водорегулирующие лесополосы вдоль горизонталей. Ширина полос должна быть не менее
Агротехнические противоэрозионные мероприятия.
Простым и доступным агротехническим мероприятием по борьбе с водной эрозией является обработка почвы поперек склона. Она создает своеобразный микрорельеф пашни, в результате чего гребни, бороздки, рядки сельскохозяйственных культур препятствуют поверхностному стоку, способствуют проникновению воды в почву и повышают запасы влаги в пахотном горизонте, предотвращают смыв.
Часто в пределах одного поля, пересеченного ложбинами и балками, встречаются участки различной крутизны и экспозиции склонов. При таком сложном рельефе поля необходимо правильно наметить направление вспашки, культивации и посева, с тем чтобы микрорельеф максимально способствовал предотвращению стока и смыва. Однако с увеличением крутизны склона только обработки почвы поперек склона для предотвращения развития эрозионных процессов становится недостаточно.
Важным средством регулирования поверхностного стока является углубленная пахота, которая способствует лучшему впитыванию почвой влаги, уменьшает поверхностный сток и тем самым ослабляет разрушительное действие водной эрозии. Вместе с тем на глубоковспаханном поле растения более длительный период могут переносить засуху и мокрую погоду, глубоко пускать корни и создавать прочный защитный покров, быть устойчивее к колебаниям температуры.
Но сплошная глубокая пахота значительно дороже обычной, поэтому для борьбы с водной эрозией разработаны методы полосного глубокого рыхления почвы, которое значительно уменьшает развитие процессов смыва и повышает урожайность сельскохозяйственных культур.
Большую роль в задержании талых и ливневых вод может сыграть щелевание — нарезка поперек склонов щелей глубиной 40-50 см с расстоянием между ними 70-180 см в зависимости от крутизны склона. Этот прием не препятствует механизированной обработке и уходу за посевами, а на выгонах и пастбищах не уничтожает естественную растительность, защищающую почву.
Повышению накопления влаги, регулированию стока, предотвращению смыва способствует кротование почвы. Для этой цели на корпусах плуга ставят специальные кротователи, которые на глубине 35 - 40 см создают кротовины диаметром 6-8 см через 70-140 см . Кротование значительно улучшает водопроницаемость, воздушный и водный режим почвы, предотвращает развитие смыва.
Значительную роль в борьбе с эрозией почвы играют удобрения. Применение органических и минеральных удобрений в сочетании с другими агротехническими приемами оказывает большое влияние на почвообразовательные и биохимические процессы. Удобренная почва способствует лучшему развитию посеянных растений, а они надежнее защищают почву от эрозии.
Один из наиболее эффективных почвозащитных приемов на склоновых землях - замена отвальной вспашки обработкой почвы без оборота пласта.
Водоохранные лесные насаждения вокруг прудов и водоемов
Создаются для защиты берегов от разрушения, водоемов - от заиления продуктами эрозии. Ширина водоохранных лесных насаждений (полос) вокруг прудов и водоемов в зависимости от крутизны склона и механического состава почвы колеблется от 10 до 20 м.
Приовражные и прибалочные лесные полосы
Создаются на расстоянии 2-5 м от бровок и над их вершинами для перехвата стоковых вод и скрепления почвенного грунта корневыми системами с целью замедления или полного прекращения роста оврагов. Ширина приовражных и прибалочных лесных полос должна быть не менее 15 м. Надвершинные насаждения создаются в основном над головными вершинами действующих оврагов, ширина их соответствует ширине водоподводящих ложбин; протяженность зависит от площади водосброса.
Сплошное облесение проводится на откосах оврагов крутизной 8° и более, а также на берегах балок (лощин), которые мало пригодны для луговых и пастбищных угодий. Облесение откосов оврагов допускается только в том случае, если откосы сформировали устойчивый профиль, т.е. угол их естественного откоса составляет не более 32° на суглинках и 26° - на супесях.
Лесные насаждения на дне оврага позволяют избежать дальнейшего его углубления. На ранней стадии развития дно оврага узкое и облесение произвести трудно, поэтому первоначально устраняют запруды, а затем дно закрепляют влаголюбивыми быстрорастущими породами деревьев.
Модернизация с/х техники.
Большой вред почвам наносит многократная механическая обработка: вспашка, культивация, боронование и т.д. Все это усиливает ветровую и водную эрозию. Теперь на смену традиционным методам обработки почв постепенно приходят почвозащитные с заметно меньшим объемом механического воздействия. Почва в результате такой щадящей обработки приобретает почти идеальные качества: она не уплотняется, становится в достаточной степени рыхлой, с многочисленными небольшими ходами, способствующими проветриванию и быстрому отводу воды после сильных ливней, что предотвращает образование застойной влаги. При вспашке такая структура была бы разрушена. Поскольку при щадящей обработке земля может впитывать влагу в больших количествах и отводить ее излишки, почва не вымывается и не выветривается.
Чтобы тяжелые тракторы не уплотняли и не разрушали почву, важно «обуть» их в особые шины низкого давления. Эту сложную задачу удалось решить конструкторам Украинского государственного НИИ КГШ (Днепропетровск). Разработанные ими шины сверхнизкого давления минимально травмируют почву.
Важнейшую роль в борьбе с эрозией почв играют почвозащитные севообороты, агротехнические и лесомелиоративные мероприятия, строительство гидротехнических сооружений.
Террасирование.
Террасирование, искусственное изменение поверхности склонов для борьбы с водной эрозией почвы, лучшего использования их под с.-х. и лесные культуры. Террасирование с давних пор распространено в странах с горным рельефом (Япония, Индия, Шри-Ланка, страны Южной Африки, Турция); в СССР - на Кавказе, в Молдавии, республиках Средней Азии и др. Плодовые культуры размещают на высоте до 2-3 тысяч м над уровнем моря, несколько ниже - виноград, ещё ниже по склону - цитрусовые культуры. При Т. создают террасы (рис.) в виде ограниченных валами площадок, уступов, канав и т. п. Различают террасы гребневые, ступенчатые, траншейные и террасы-канавы. Гребневые террасы устраивают при уклонах местности 0,02-0,12, насыпая поперёк склона валы высотой 25-40 см. Ширина террас (расстояние между валами) 18-50 см. Используются для возделывания винограда и плодовых культур. Траншейные террасы применяют для выращивания чая, цитрусовых культур на участках при уклонах 0,09-0,18 и более и при тонком слое почвы. Вынутый из траншеи подпочвенный слой идёт на образование валов, траншеи заполняют почвой, снятой с самой траншеи и с прилегающей площади. Террасы-канавы устраивают в районах с уклоном местности 0,1-1 и при тонком слое почвы. Валы насыпают один выше другого на 2-
При террасировании устраивают нагорные водоотводные канавы, регулирующие сток. При ширине площадок 4,5-5 м возможна механизированная обработка почвы. На террасах шириной свыше 6 м размещают по 2 ряда и более яблони и груши на шпалерах (опорах в виде вертикальной, горизонтальной или др. плоскости, к которой подвязывают ветви деревьев). При Т. применяют несколько способов: плантажный (выполняется плантажными плугами), бульдозерный (осуществляется универсальным бульдозером на склонах большой крутизны), напашной (проводится обычными тракторными плугами, постепенно или ускоренно).
Заключение.
Интенсивность эрозии в современную эпоху порождена прямыми либо косвенными последствиями антропогенного происхождения. К первым следует отнести широкую распашку земель в эрозионно-опасных районах, особенно в аридной либо семиаридной зонах. Такое явление типично для большинства развивающихся стран.
Согласно прогнозу Института наблюдений за состоянием мира (Нью-Йорк), при существующих темпах эрозии и обезлесения к 2330 г. плодородной земли на планете станет меньше на 960 млрд. т, а лесов — на 440 млн. га.
В данной работе особое место выделяется мерам защиты от эрозионных процессов. Для этого необходимо начать с подробного изучения физико-географических условий и экономики конкретного района или хозяйства. В зависимости от рельефа, почвенного покрова и особенностей хозяйственного использования различные угодья в разной степени подвержены разрушительному действию воды. Исходя из местных особенностей, составляют почвенно-эрозионный план, где выделяют категории земель, в разной степени подверженных воздействию эрозии.
Таким образом, для успешной борьбы с эрозией почв на землях, занятых в сельскохозяйственном производстве, необходима комплексная система мероприятий, позволяющих использовать все возможные агротехнические, водорегулирующие, лесомелиоративные и другие средства.
Список литературы:
1. http://www.mosgeoplan.ru/PS/05_erosia.php
2. Драгавцев А. П., Горное плодоводство, М., 1958; Федотов В. С., Террасирование склонов под сады и виноградники в Молдавии, Киш., 1961; Драгавцев А. П., Трусевич Г. В., Южное плодоводство, М., 1970.
3. Потапов В.А. Борьба с эрозией почв в промышленных садах. М. Росагропромиздат. 1990. 125 с.
Место хранения: ЦНСХБ Шифр хранения: 82-15059, 2 изд.
4. http://www.erudition.ru/prinref/id.3558_1.html
5. http://www.mosgeoplan.ru/PS/06_water_erosia.htm
