Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические подходы и методика оценки деградации почвенно-земельных ресурсов 7
1.1. Теоретические подходы к проблеме деградации почвенного покрова...7
1.2. Изучение эрозионных форм рельефа и эродированных почв дистанционными методами 20
1.3. Методы оценки деградации почвенного покрова района исследования 28
1.4. Использование ГИС-технологий для оценки эродированности почв
Глава 2. Условия и факторы деградации почвенного покрова юго-западной части ставропольской возвышенности и прилегающих территорий прикубанской равнины 44
2.1. Геолого-геоморфологические факторы 44
2.2. Климатические факторы 51
2.3. Эдафические факторы 58
2.4. Биотические факторы 73
2.5. Антропогенные факторы 78
Глава 3. Динамика эрозии почвенного покрова юго- западной части ставропольской возвышенности и прилегающих территорий прикубанской равнины 82
3.1. Причины линейной эрозии почвенного покрова 82
3.2. Причины эрозионно-опасных процессов деградации почвенного покрова 85
3.3. Интенсивность процессов эрозии за 1990 г 88
3.4. Интенсивность процессов эрозии в 2000 г 98
3.5. Интенсивность процессов эрозии в 2005 г 109
Заключение 121
Литература 123
Приложения 138
- Изучение эрозионных форм рельефа и эродированных почв дистанционными методами
- Использование ГИС-технологий для оценки эродированности почв
- Климатические факторы
- Причины эрозионно-опасных процессов деградации почвенного покрова
Введение к работе
Актуальность исследования. Ставропольская возвышенность и прилегающие территории Прикубанской равнины, Кумо-Манычской впадины, Терско-Кумского междуречья (в современных границах Ставропольского края) располагают значительными почвенными ресурсами, в том числе высокопродуктивными черноземами, составляющими основу развития сельского хозяйства в регионе. В настоящее время 5,8 млн. га (88% от общей площади этой территории) занято сельскохозяйственными угодьями, из которых 4,0 млн. га (61%) составляют пахотные земли. Сельскохозяйственное производство, как один из основных факторов антропогенного воздействия, негативно влияющих на состояние земель и их плодородие, привело к распространению на территории Ставропольского края водной и ветровой эрозии, переувлажнению и заболачиванию, подтоплению, вторичному засолению почв и другим негативным явлениям (Клюшин, Цыганков, 2001; Куприченков и др., 2002).
Процессы эрозии почв и связанные с ней потери ценных пахотных угодий - одна из наиболее серьезных экологических проблем региона. Особенно интенсивно эрозия почв протекает в юго-западной части Ставропольской возвышенности и прилегающих территориях Прикубанской равнины, что определяется неблагоприятным сочетанием факторов, способствующих деградации почвенного покрова. Перепад высот от 200 до 700-800 м, высокая расчлененность рельефа и количество годовых осадков до 600-620 мм усиливают эрозию почв на фоне активной хозяйственной деятельности человека.
Представление о состоянии почвенного покрова традиционно дают материалы полевых почвенных исследований. Однако не всегда карты, составленные таким образом, содержат точную и своевременную информацию. Кроме того, из-за трудоемкости и высоких затрат на картирование, они не позволяют детально и оперативно проследить динамику эрозионных процессов. В настоящее время в связи с активным внедрением методов дистанцион-
ного зондирования Земли (ДЗЗ), основанных на дешифрировании аэрокосмической съемки, появляется возможность охватывать мониторингом значительные по площади территории, выявлять малые эрозионные формы, оценивать динамику эрозионных процессов и получать объективное представление о современном состоянии почвенного покрова.
В этой связи целью работы является определение степени и интенсивности современных процессов эрозии почв юго-западной части Ставропольской возвышенности и прилегающих территорий Прикубанской равнины.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
разработать приемы адаптации существующих методик оценки эрозионных процессов к условиям юго-западной части Ставропольской возвышенности и прилегающих территорий Прикубанской равнины;
установить зависимость эрозионных процессов от природных и антропогенных факторов на изучаемой территории;
выявить особенности динамики линейной эрозии почв;
определить площади потенциально эрозионно-опасных почв.
Объект исследования — почвы юго-западной части Ставропольской возвышенности и прилегающих территорий Прикубанской равнины.
Предмет исследования — эрозия почв юго-западной части Ставропольской возвышенности и прилегающих территорий Прикубанской равнины.
Исходные материалы и методы исследования. Оценка интенсивности эрозионных процессов осуществлялась на основе анализа топографических карт и орбитальных снимков, полученных со спутников Landsat-7 и Ресурс Ф-1 в 1990, 2000 и 2005 гг., фондовых картографических материалов «СтавропольНИИгипрозема», Комитета по земельным ресурсам Ставропольского края, Агрохимического центра «Ставропольский», материалов Изо-бильненского, Труновского, Грачевского, Шпаковского и Кочубеевского районных комитетов по земельным ресурсам, а также материалов, имеющихся на географическом факультете Ставропольского государственного уни-
верситета, отражающих состояние сельскохозяйственных угодий за этот же период.
Научная новизна работы:
адаптирована методика комплексной оценки эрозии почв к территории с наибольшими показателями интенсивности эрозионных процессов, базирующаяся на учете площади ее распространения и интенсивности;
на основе изучения данных дистанционного зондирования, обработанных с помощью геоинформационных систем, составлены цифровые тематические карты' интенсивности линейной эрозии и потенциально эрозионно-опасных почв;
выявлена степень и интенсивность воздействия по временным периодам на эрозию почв природных и антропогенных факторов в пределах изучаемой территории.
Практическая значимость. Разработаны приемы по адаптации суще
ствующих методик анализа ДЗЗ процессов эрозии почв в условиях изучаемо
го региона, которые дают возможность на практике осуществить мониторинг
эрозионных процессов и выработать решения по предотвращению деграда
ции земель. '
Созданные электронные тематические карты, отражающие место эрозионных процессов в формировании природных комплексов, могут быть рекомендованы для использования:
в деле охраны и воспроизводства природных ресурсов;
при получении обобщенных представлений о проблемах эрозии и оптимизации сельскохозяйственного, транспортного, лесохозяйственного, водохозяйственного и туристско-рекреационного использования территории;
для создания кадастра процессов эрозии, а также дальнейшего планирования и разработки природоохранных мероприятий и установления системы территориального экологического мониторинга.
Защищаемые положения.
В отличие от существующих методик, в условиях юго-западной части Ставропольской возвышенности и прилегающих территорий Прикубан-ской равнины для оценки эрозионных процессов почв помимо длины эрозионных линий необходимо учитывать густоту и площадь эрозионных форм в отношении общей площади анализируемой территории.
В разные годы значение геолого-геоморфологических, климатических, биотических, антропогенных факторов и их сочетания в развитии эрозионных процессов на исследуемой территории меняется.
Процессы линейной эрозии динамичны: периоды сокращения площади и густоты линейной эрозии сменяются периодами их увеличения.
Интенсивность потенциально эрозионно-опасных процессов колеблется в обратной зависимости от интенсивности процессов линейной эрозии.
Апробация и публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 71-й региональной научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса Южного федерального округа» (апрель 2007); Межрегиональной конференции (г. Ставрополь, 19-22 ноября 2006 г.), научных конференциях «Университетская наука — региону» (Ставрополь, 2004-08).
По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе одна в журнале, утвержденном высшей аттестационной комиссией.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 3 глав, заключения, списка литературы (153 источника, в том числе 12 иностранных) и приложения. Собственно текст диссертации изложен на 151 страницах и иллюстрирован 12 таблицами и 29 рисунками, в том числе 8 карт.
Изучение эрозионных форм рельефа и эродированных почв дистанционными методами
Топографическая карта является основой традиционного почвенно-эрозионного картирования, на ней отражаются все элементы рельефа, а также микрорельеф. Картографированию смытых почв предшествует анализ карт, отражающих морфометрические характеристики рельефа: карт крутизны, длины и экспозиции склонов. Для уточнения границ ареалов в разной степени смытых почв закладываются разрезы, либо делается серия прикопок. Также при картировании эродированных почв почвоведы применяют метод вложенных ключей. На ключевых (типичных) участках проводится детальная съемка почвенного покрова. Почвенные разрезы закладываются по сетке одинаковых квадратов — 60x60 м, а на основных типовых элементах рельефа - по сетке 20x20 или 10x10 м (Заславский, Ганжарина, Самодурова, 1978; Трегубов, Шурикова, 1980; Рудакова, 1985).
Единое представление о почвенном покрове, как впрочем и о ландшафте в целом, дают карты, построенные по материалам дешифрирования аэро- и космоснимков. Данный метод имеет ряд несомненных преимуществ как в диагностике, так и в картировании почв, в том числе и эродированных. Во-первых, снимки отображают состояние почвенного покрова в одно и то же время на значительных территориях, которые невозможно охватить за тот же промежуток времени в ходе традиционной наземной почвенной съемки. Это позволяет зафиксировать и диагностировать почвы в различных географических условиях от зоны тундр до зоны пустынь включительно. Исключительно важно при этом, что основной объем работы переносится с полевых условий в камеральные, что позволяет уменьшить финансовые затраты в 3-4 раза. Во-вторых, при сопоставлении разногодичных снимков мы можем оценить динамику развития тех или иных процессов, в том числе эрозионно-аккумулятивных. В данном направлении накоплен достаточно богатый теоретический и экспериментальный опыт (Андроников, 1957, 1968,1979; Афанасьев, 1962; Лопухина, 1983; Караванова, Сорокина, Куделина, 1988 и др.).
Для дачи объективной оценки следует отметить и наличие отрицательных сторон этого метода: конфигурация, размеры, границы ПТК на фотоматериалах, данные без объективных причин могут искажаться, хотя при соблюдении некоторых условий в процессе фотографирования и дешифрирования ошибки эти могут быть сведены к минимуму. При этом на заключительном этапе создания карты, с целью уточнения и детализации информации, полученной посредством космофотоматериалов, необходимо контрольное полевое дешифрирование. Только в этом случае можно говорить о создании полноценной оперативной карты, соответствующей действительности.
Более подробно и наглядно нами будет освещен метод в следующих подпунктах, так как именно его мы используем для изучения и оценки линейных процессов и потенциально эрозионно-опасных почв, подверженных водной эрозии, на территории юго-западной части Ставропольской возвышенности и прилегающих территорий Прикубанской равнины.
Используя традиционный опыт почвенного картографирования, результаты дистанционных исследований и новые компьютерные технологии, составление современных карт можно и нужно перевести на новый качественный уровень.
Рассмотренные нами методы изучения эрозионных процессов эродированных почв можно пополнить аналитическим, радиоизотопным анализом коррелятивных отложений и закладки полевых опытов на эродированных почвах, которые достаточно широко освещены в научной и методической литературе (Ritche, McHeri, 1973; Картамышев, Пружина, 1978; Лысак, 1981, 1982; Якимова, 1988; Острова и др., 1990; Walling, 1998, 2002 и др.). Но при изучении и оценке столь сложного процесса как эрозия, необходимо использование нескольких методов, тем более что ни один из перечисленных методов не является совершенным. Сочетание нескольких методов с использованием новых технологий поставят диагностику и землеустройство на более высокий научно-практический уровень. Первые работы по применению аэро- и космофотосъемки для сельскохозяйственных целей в нашей стране были проведены в Ферганской долине в 1927 г. А.Е. Ферсман (1928) обратил внимание на преимущества данного метода исследования, который теперь отнесен к разряду дистанционных. Значительно позже, в настоящее время, многие ученые (Богомолов, 1976; Николаев, 1993, Кравцова, 1995; и др.) занимались изучением структуры природных комплексов, отмечали большую степень информативности содержания карт, составленных на основе аэрофотоматериалов по сравнению с картами, построенными по результатам материалов наземной съемки.
Нами были проведены исследования, которые подтверждают, что дешифрирование космических снимков дает более достоверную и, самое главное, детальную информацию о состоянии почвенного покрова, а это, в свою очередь, позволяет выявить особенности морфологического строения, пространственные взаимосвязи и проследить динамику природных процессов.
Для оценки развития и мониторинга эрозионных процессов на территории западных районов Ставропольского края нами были использованы космические снимки Landsat и Ресурс Ф-1 за 1990-е, 2000-е и 2005-е годы. Снимки были взяты одного масштаба и одного разрешения (30 м) для того, чтобы не нарушать ни качественные, ни количественные характеристики при мониторинге деградационных процессов обследуемой территории (Сладкопевцев, 1982). Данный масштаб дает возможность получить генерализованную модель нужной территории. В предоставленном масштабе хорошо просматриваются наиболее крупные врезы - своего рода «каркас» эрозионной сети. Полное представление об овражном и долинно-балочном расчленении, его типах также отражено на данных снимках. Они позволяют картировать все элементы эрозионного рельефа, включая формы первого и второго порядков. Данный масштаб также наиболее приемлем для изучения и картирования почв (Симакова, 2002).
Использование ГИС-технологий для оценки эродированности почв
Геоинформатика как комплексная научная дисциплина появилась в результате диалектического объединения целого ряда дисциплин — компьютерной науки и техники, теории и практики автоматизированных систем, систем проектирования, искусственного интеллекта и других наук, а также предметных областей наук о Земле. В ее рамках решаются задачи сбора, хранения, обработки информации о природных и социально-экономических системах, она теснейшим образом связана с методами дистанционного изучения поверхности Земли, математико-картографическим моделированием и автоматизированной картографией, так как карты являются важнейшими источниками информации, поступающей в ГИС (Кошкарев, 1993; Андерсон, 1996; Лурье, 2000). Геоинформатику можно охарактеризовать как науку, занимающуюся изучением пространственно-временных процессов, явлений и систем в масштабах, сопоставимых с объектами на земной поверхности.
В настоящее время геоинформационные системы представляют собой мощное средство в принятии решений управленческого характера и охватывают практически все области хозяйственной деятельности человека. Геоинформационные системы сегодня рассматриваются как одно из технологических решений геоинформатики.
История развития географических информационных систем насчитывает примерно 40 лет. Первые разработки ГИС появились в конце 60-х - начале 70-х годов в Канаде и Швеции (Кошкарев, 1993). Большой вклад в развитие отечественной геоинформатики внесли такие ученые, как А.В Кошкарев, B.C. Тикунов., A.M. Берлянт, Ю.К.Королев, В.Я. Цветков, И.Г. Журкин., Е.И. Халугин, Д.В.Лисецкий, С.Н., Сербенюк и др.
В современном геоинформационном картографировании четко прослеживается тенденция к комплексному системному картографированию территории. Системный подход предполагает широкое применение ГИС-технологий в качестве инструмента пространственно-временного анализа при изучении карт. Используя карты для изучения и охраны окружающей среды, мы опирались на совокупность концепций, объединяемых в рамках системной методологии по В.К.Салищеву (1982), A.M. Берлянту (1995,1997), B.C. Тикунову (1997,1998) и др.
Активное развитие современных геоинформационных систем в настоящее время происходит в трех основных направлениях: - расширение возможностей растровых ГИС в сторону оперирования векторными данными; - объединение усилий разработчиков ГИС в комплексные пакеты ГИС; - активная интеграция ГИС и Internet-технологий (Берлянт, 1998; Китов, 1999; Лонский, 1999; Марков, 1999).
В Ставропольском крае АО СтавропольНИИгипрозем последние- несколько лет внедряет информационные технологии и, в том числе, геоинформационную систему Maplnfo в научно-исследовательскую работу, работы по проектированию земель, ведет перевод в электронную форму крупномасштабных карт и схем использования земельных ресурсов на уровне края, административных районов и хозяйств. В настоящее время в крае был создан банк данных по агроландшафтам, на основе которого осуществляется их анализ, был проведен сам анализ агроландшафтов (Желнакова, Каторгин, 2003).
На сегодняшний день почвенно-эрозионными процессами охвачены тысячи гектаров сельскохозяйственных угодий. Почвенная эрозия распространена на пашнях, причем большая ее площадь эродирована в средней и сильной степени. Каждый год из пахотного оборота исключаются значительные площади сильно эродированных почв.
Комплексного мониторинга современных экзодинамических процессов в целом по Ставропольскому краю не проводилось. Состояние земельных ресурсов в основном оценивалось специалистами предприятий ОАО «Ставро-польНИИгипрозема». При этом основным содержанием таких работ было составление планов землепользования сельского хозяйства в масштабе 1:25000, где выделялись ареалы почв с различной степенью эродированности или де-флированности. Однако на этих планах не отображались динамические показатели развития тех или иных экзогенных рельефообразующих процессов, позволяющих прогнозировать изменения на определенных участках сельскохозяйственных угодий.
Склоновые водно-эрозионные процессы распространены на склонах Ставропольской возвышенности и в небольших межвозвышенных понижениях. Наиболее часто встречающиеся склоновые водно-эрозионные процессы являются и наиболее динамичными. Интенсивность их проявления в значительной степени определяется климатическими условиями. Так, из-за большого количества ливневых осадков в весенне-летний период, скорость роста склоновых форм размыва была в 2-3 раза выше, чем в остальные периоды. На многих крутых склонах возникли промоины, эрозионные борозды, рытвины, струйчатые размывы. Их возникновение во многом связано с деятельностью человека - с изменением им стокорегулирующих условий на водосборах, что приводит к концентрации стока в эрозионных ложбинах и бороздах, вызвано неправильной распашкой, прокладкой дорог, скотопрогонами и др. Наибольшие скорости роста зафиксированы на овражных формах, развивающихся под воздействием стока с пахотных угодий.
Значительный ущерб природно-хозяйственной территории района наносит деятельность рек. Во время паводков и наводнений русловая деятельность активизируется, появляется эрозия береговых и террасовых уступов, затопляются и смываются растительность и верхние почвенные горизонты пойм и низких террас. В результате подъема уровня воды в реках Кубань, Егорлык и Калаус затопляются посевы зерновых и сенокосные угодья ряда хозяйств.
В интересах рационализации использования почвенно-земельных ресурсов, сохранения и повышения их плодородия необходимо осуществить систематизацию информационной базы данных, в том числе: - дать анализ динамики и структуры земельных угодий района с выделением общей площади земель; - описать почвенный покров территории, в том числе по сельскохозяйственным угодьям; - показать размеры процессов эрозии территории; - определить причины деградации почв и разработать рекомендации по защите почв и снижению этих процессов; - разработать рекомендации повышения плодородия почв.
А так как почвенно-земельные ресурсы являются не только важной частью окружающей природной среды, характеризующейся пространством, рельефом, климатом, почвенным покровом, растительностью, недрами, водами, но и главным средством сельскохозяйственного и лесного производства, все вопросы их изучения требуют единого государственного подхода, который должен осуществляться на основе систематических и комплексных наблюдений.
Принятию решений, связанных с реализацией действий на земле, должен в обязательном порядке предшествовать анализ достоверных и регулярно обновляемых данных о ее состоянии. Все это определяет необходимость организации систематических комплексных наблюдений за состоянием окружающей среды - мониторинга и, прежде всего, ее главных объектов - почвенно-земельных ресурсов.
Мониторинг земель призван выполнять основную, связующую роль всех других мониторингов природных ресурсов и должен иметь государст венный статус. Такой подход обеспечивает получение комплексной информации о земле, минимум затрат на функционирование системы наблюдений. Мониторинг почвенно-земельных ресурсов представляет собой систему наблюдения за их состоянием для своевременного выявления изменений, их оценки, прогноза, предупреждения и устранения негативных последствий. Основными задачами мониторинга является своевременное выявление изменений состояния ресурсов, их оценка, прогноз и выработка рекомендаций по предупреждению и устранению последствий негативных процессов; информационное обеспечение государственного земельного кадастра, рационального природопользования и землеустройства; контроль за использованием и охраной почв и земель.
Климатические факторы
Ставропольский край отличается большим разнообразием климатических условий. На формирование климата существенное влияние оказывает его положение относительно Главного Кавказского хребта, который является границей между умеренным и субтропическим поясами, а также близость морей — Каспийского и Черного. На территорию края проникают все типы воздушных масс, кроме экваториальных. Большую часть года здесь господствует континентальный воздух умеренных широт, воздушные массы приходят с востока - из Сибири и Казахстана, когда там формируется область высокого давления (антициклон). Следовательно, летом преобладает сухая, жаркая, малооблачная погода, а зимой - ясная и морозная. Морской воздух умеренных широт приносит погоду с осадками, а поступает он с Атлантического океана. В летний период наблюдаются ливни и грозы, а зимой - снегопады.
Часто в зимнее время проникает арктический воздух. В первой половине зимы преобладают арктические массы с Баренцева моря. С ними связана холодная, пасмурная погода с туманами и метелями. Во второй половине зимы поступают арктические массы воздуха с Карского моря. При этом осадки не выпадают, усиливается восточный ветер, температура воздуха сильно понижается. Летом арктический воздух прогревается и иссушается. Весной и осенью его вторжение вызывает резкие похолодания, «волны холода».
Продвижение холодных и теплых воздушных масс задерживают Кавказские горы, делая своеобразный барьер, который оказывает эффект на все естественные и антропогенные комплексы региона, на их формирование и развитие. Следовательно, из-за них количество осадков существенно уменьшается с юго-запада на северо-восток, а с северо-востока к краю примыкают жаркие летом и холодные зимой полупустыни, влияние которых не может смягчить Каспийское море. Все это делает климатическую обстановку Ставропольского края континентальной, с большой годовой амплитудой температур и сравнительно небольшим количеством осадков. Южное положение края обеспечивает ему солнечную суммарную радиацию 117-128 ккал/см2 в год. Максимальный коэффициент увлажнения 1,0-2,0 приходится на горную часть края, а минимальный - до 0,3 - на восточную часть Кумо-Манычской впадины. Исследуемая нами территория входит в зоны устойчивого и достаточного увлажнения, сюда относятся западные районы Ставропольского края, предгорья Кавказа и восточная часть Ставропольской возвышенности.
Амплитуда зимних температур невелика. Зимой на всей территории устанавливается отрицательная температура воздуха. Теплее всего на западе и крайнем юго-востоке края - 3-4 С. Холоднее всего на северо-востоке в При-манычье и на наиболее возвышенных участках Ставропольской возвышенности. Зима нехолодная, часто наблюдаются продолжительные оттепели, номинимальные температуры могут достигать -30-38С. Летом очень жарко, до +25 С в восточных районах, на Ставропольских высотах не более +20С. Лето обычно знойное и сухое только в восточных районах. На климатические особенности края влияет рельеф. Так, на территории ландшафтов, расположенных в западных, восточных и центральных частях Ставропольской возвышенности, наблюдаются заметные климатические различия.
При западных потоках воздуха на территории Егорлыкского и Сенги-леевского водохранилищ выпадает больше осадков, чем на территории, расположенной в восточных частях возвышенности, например, на территории рек Грачевки и Калауса. В центральной части Ставропольской возвышенности климат приближается к климату предгорий Кавказа. Здесь выпадает больше осадков, испаряемость ниже, зима мягче и короче, а лето прохладнее, чем на окружающих ландшафтах, расположенных на более равнинных участках. В долинах и котловинах при опускании воздушных потоков возникают ветры фенового типа (например, в долине реки Калаус), и поэтому здесь наблюдаются повышенные температуры и низкая влажность. На юге исследуемой территории в полосе гор и предгорий обусловливается своеобразный, более мягкий климат.
Территория исследуемых районов по схеме агроклиматического районирования Ставропольского края входит в четвертый район с неустойчивым увлажнением и гидротермическим коэффициентом 0,9-1,1. Например, Изо-бильненский и Труновский районы, где за год выпадает 450-550 мм осадков. Продолжительность безморозного периода 180-195 дней. Лето довольно жаркое со средней месячной температурой июля 22-24С. Осадков за период активной вегетации выпадает порядка 300-350 мм. Кочубеевский район по схеме агроклиматического районирования Ставропольского края входит в четвертый район с неустойчивым увлажнением и гидротермическим коэффициентом 1,1-1,3. За год выпадает 550-620 мм осадков. Продолжительность безморозного периода 175-190 дней. Лето довольно жаркое со средней месячной температурой июля 20-23С. Осадков за период активной вегетации выпадает 350-375 мм. Сумма температур в районах за период активной вегетации 3 000-3400С. Период активной вегетации растений длится в среднем 189 дней. Атмосферные засухи повторяются довольно часто.
Так как почвенные зоны и подзоны ориентируются перпендикулярно направлению изменения зональных условий климата, то изменение структуры почвенного покрова на Ставрополье происходит не только от более сухих северных к более влажным южным районам, но и от менее континентальных западных к более континентальным восточным. В этом и состоит причина того, что почвенные зоны в крае располагаются не по широте, а в виде изогнутых поясов, вытянутых с северо-запада на юго-восток.
Изобильненский, Труновский, Шпаковский, Грачевский и Кочубеев-ский районы благоприятны для возделывания зерновых и других сельскохозяйственных культур. Наиболее благоприятным периодом для начала полевых работ является первая декада апреля.
Причины эрозионно-опасных процессов деградации почвенного покрова
При дешифрировании потенциально эрозионно-опасных почв, с ведущей ролью плоскостного смыва, используется прямой дешифровочный признак - фототон. Смытые почвы, в отличие от несмытых, на космофотосним-ках изображаются более светлыми тонами. Осветление поверхности может быть как следствием процессов поверхностной эрозии и снижения гумусиро-ванности, так и массового развития линейной эрозии.
Развитее эрозии приводит к формированию эрозионно-опасных земель — участков, на которых сочетание природных условий может способствовать появлению эродированных процессов (Терминологический словарь..., 2005).
Поверхностная (или плоскостная) эрозия — это равномерный смыв верхних, наиболее плодородных горизонтов почвы дождевыми, талыми или поливными водами, стекающими по меняющимся микроруслам или образующими сплошную водную пленку. В результате плоскостного смыва эродируют почвы преимущественно в верхних и средних частях склона, а возле его подошвы происходит накопление смытого материала. Плоскостной смыв эрозионно-опасных земель тесно связан с крутизной и длиной склона, интенсивностью выпадающих осадков, скоростью снеготаяния, характером покрова и особенностями хозяйственного использования территории. Проявляется преимущественно на пашне и ведет к обеднению почвы гумусом и питательными веществами. При определенных условиях трансформируется в линейную эрозию почвы.
В связи с необычайной важностью проблемы сохранения почв, вопрос о мониторинге, прогнозировании и оценке эрозии всегда был актуальным. Вопрос моделирования процесса водной эрозии почв тесно связан с задачами переноса вещества. Таким образом, для малого водосбора общей является задача транспорта вещества, рассчитываемого для каждого отдельного случая выпадения дождевых осадков. Эта задача может быть подразделена на две подзадачи: интенсивность смыва почвы потенциально эрозионно-опасных участков и верхних подстилающих пород поверхностным стоком (блок склоновой эрозии почв) и перенос и отложение смытых частиц водными потоками по ручейковой сети (блок ручейковой эрозии почв). Водную эрозию почв по мере прогрессирующей концентрации поверхностного стока разделяют на межручейковую (склоновую), вызванную действием капель дождя, и последующие формы (ручейковую, овражная), где смытые со склонов частицы почвы могут откладываться перед их поступлением в речную сеть.
Водная эрозия развивается только при наличии склона (чем круче склон, тем больше смыв и размыв почвы), поэтому в нашем случае мы берем земли в местах развития эрозионно-опасных процессов, выявленных по космическим снимкам за 1990, 2000 и 2005 гг. По темпу проявления эрозию почв разделяют на нормальную (геологическую) и ускоренную (разрушительную, антропогенную; эксцессивную). Нормальная эрозия почв — темп потери почвы не превышает темпа почвообразования и не сопровождается снижением плодородия; наблюдается в районах, поверхность которых покрыта естественной растительностью, не измененной хозяйственной деятельностью человека (распашкой, чрезмерным выпасом). Ускоренная эрозия почв - потери почвы превышают темп почвообразовательного процесса, в результате чего снижается почвенное плодородие; наблюдается в районах с расчлененным и равнинным рельефом и соответствующими климатическими и почвенно-геологическими условиями, где использование земли без применения противоэрозионных мероприятий способствовало развитию разрушительных эрозионных процессов. Основными природными факторами, влияющими на интенсивность эрозионных процессов, являются: характер осадков, температурный режим, ветровая активность, наличие (плотность покрытия) растительности, рельеф (крутизна, длина, экспозиция склонов), состояние почвы (гранулометрический состав, водопоглотительная способ ность, оструктуренность и др.). Эрозия подразделяется на поверхностную (плоскостная) эрозию, в которую входят потенциально эрозионно-опасные земли, или смыв почвы, и овражную (линейная, глубинная, вертикальная) эрозию, или размыв почвы и подстилающих пород. Часто выделяют как самостоятельный тип (наряду с поверхностной и линейной эрозией) струйчатую, или ручейковую эрозию.
Поверхностная эрозия - процесс смывания, удаления наиболее плодородных верхних слоев почвы вследствие неурегулированного поверхностного стока. В результате поверхностной эрозии на пахотных склонах наблюдается или относительно равномерный смыв поверхностного слоя почвы, или струйчатые размывы небольшой глубины, которые легко заравниваются при очередной обработке почвы (вспашки, культивации). Многократный смыв поверхностного слоя и образование струйчатых размывов, которые систематически заравниваются, постепенно приводят к формированию почв с укороченным профилем, так называемых смытых почв.
Поверхностная плоскостная эрозия проявляется на пологих склонах правильной формы. Она равномерно смывает верхний слой почвы, наиболее богатый гумусом. Такую эрозию вначале трудно распознать. На космических снимках отчетливо видны потенциально эрозионно-опасные земли, они отличаются по фототону, он более светлый, и располагаются преимущественно в районах балочно-речной сети на склоновых участках. Данный вид эрозии оценивается площадью, занимаемой данной формой, на единицу площади, в нашем случае — 100 км2. Данная площадь определена, исходя из размеров исследуемой территории.
Поверхностная струйчатая эрозия наблюдается на неровной поверхности земли. Вода растекается ручейками по линии наибольшего уклона. Неровности поверхности склонов собирают атмосферные воды в струи и ручьи, которые, размывая почвы, создают очень мелкие промоины. Распашкой и обработкой эти промоины сглаживаются. На склонах постепенно идет смыва ниє, удаление с поверхности почвы более или менее однородного по мощности почвенного слоя.
Эта эрозия самая наглядная и наиболее быстро развивающаяся. Смывается не только почва, но и глубокие горизонты материнской породы. Если при плоскостной эрозии происходит уменьшение плодородия, то линейная (овражная) эрозия совершенно исключает территорию из сельскохозяйственного пользования.
